Xung quanh chúng ta có rất nhiều anh hùng thầm lặng, những người tưởng chừng bình thường nhưng thực chất lại âm thầm đóng góp rất nhiều cho chúng ta. Proteinase K là một "anh hùng thầm lặng" trong ngành chẩn đoán phân tử, mặc dù so với những "ông lớn và quyền lực" trong ngành, proteinase K lại hoạt động khá khiêm tốn nên chúng ta đã bỏ qua tầm quan trọng của nó trong một thời gian dài. Với sự bùng phát của đại dịch COVID-19, nhu cầu về proteinase K tăng vọt, nguồn cung trong và ngoài nước không đáp ứng đủ nhu cầu, và mọi người đột nhiên nhận ra tầm quan trọng của proteinase K.
Công dụng của proteinase K là gì?
Proteinase K là một protease serine có hoạt tính enzyme phân giải protein và có thể duy trì hoạt tính trong phạm vi môi trường rộng (pH (4-12,5), dung dịch đệm muối cao, nhiệt độ cao 70°C, v.v.). Ngoài ra, hoạt tính của proteinase K không bị ức chế bởi SDS, urê, EDTA, guanidine hydrochloride, guanidine isothiocyanate, v.v., và một lượng chất tẩy rửa nhất định cũng có thể tăng cường hoạt tính của proteinase K. Proteinase K được ứng dụng trong điều trị y tế (khử trùng virus và vi khuẩn), thực phẩm (làm mềm thịt), da (làm mềm lông), sản xuất rượu vang (làm trong rượu), điều chế axit amin (phân hủy lông vũ), chiết xuất axit nucleic, lai tạo tại chỗ, v.v. Ứng dụng phổ biến nhất là chiết xuất axit nucleic.
Proteinase K có thể phân giải enzym tất cả các loại protein trong mẫu, bao gồm cả các histone liên kết chặt chẽ với axit nucleic, nhờ đó axit nucleic có thể được giải phóng khỏi mẫu và hòa tan vào dịch chiết, tạo điều kiện thuận lợi cho bước chiết xuất và tinh chế tiếp theo. Trong việc phát hiện axit nucleic virus, proteinase K là một trong những thành phần quan trọng trong dung dịch lấy mẫu virus. Proteinase K có thể phá vỡ và làm bất hoạt protein vỏ của virus, giúp an toàn hơn trong giai đoạn vận chuyển và phát hiện; ngoài ra, proteinase K cũng có thể phân hủy RNase, ngăn ngừa sự phân hủy RNA virus và tạo điều kiện thuận lợi cho việc phát hiện axit nucleic.
Sự nổi tiếng bất ngờ của proteinase K
Dù trong lĩnh vực nghiên cứu khoa học hay lĩnh vực chẩn đoán in vitro, việc chiết tách axit nucleic là thí nghiệm cơ bản nhất, vì vậy proteinase K luôn là một thành phần rất quan trọng. Tuy nhiên, trước đây, vai trò của proteinase K chưa được biết đến rộng rãi. Phần lớn nguyên nhân là do mối quan hệ cung cầu của proteinase K rất ổn định. Ít người nghĩ rằng nguồn cung proteinase K lại có thể gặp vấn đề.
Với sự bùng phát của đại dịch COVID-19, nhu cầu xét nghiệm axit nucleic đã tăng vọt. Tính đến cuối tháng 6 năm 2020, Trung Quốc đã thực hiện gần 90 triệu xét nghiệm COVID-19, và con số này thậm chí còn đáng báo động hơn trên phạm vi toàn cầu. Trong các thí nghiệm chiết tách axit nucleic, nồng độ hoạt động của proteinase K khoảng 50-200 μg/mL. Thông thường, cần khoảng 100 μg proteinase K để chiết tách một mẫu axit nucleic. Trong thực tế sử dụng, để tăng hiệu quả chiết tách axit nucleic, thường người ta sẽ sử dụng lượng proteinase K nhiều hơn. Việc phát hiện axit nucleic của virus corona mới đã tạo ra nhu cầu lớn về proteinase K. Sự cân bằng cung cầu ban đầu của proteinase K nhanh chóng bị phá vỡ, và proteinase K trở thành một vật liệu quan trọng trong phòng chống dịch bệnh chỉ sau một đêm.
Những khó khăn trong quá trình sản xuất proteinase K
Mặc dù với sự phát triển của dịch bệnh, giá trị quan trọng của proteinase K đã được mọi người nhận ra, nhưng thật đáng tiếc là do sự thiếu quan tâm đến proteinase K, rất ít công ty trong nước tham gia vào sản xuất loại protein này. Khi người ta muốn thiết lập dây chuyền sản xuất proteinase K, trong quá trình sản xuất, người ta phát hiện ra rằng proteinase K là một loại protein cực kỳ đặc biệt. Việc mở rộng năng lực sản xuất proteinase K trong thời gian ngắn là vô cùng khó khăn.
Việc sản xuất proteinase K trên quy mô lớn gặp phải những khó khăn sau:
1. Biểu hiện thấp
Proteinase K có thể phân hủy hầu hết các protein một cách không đặc hiệu và gây độc tính nghiêm trọng cho tế bào chủ biểu hiện. Do đó, mức độ biểu hiện của proteinase K thường rất thấp. Việc sàng lọc các hệ thống biểu hiện và các chủng vi sinh vật biểu hiện proteinase K ở mức cao thường đòi hỏi một chu kỳ dài hơn.
2. Cặn của sắc tố và axit nucleic
Quá trình lên men quy mô lớn đưa vào một lượng lớn sắc tố và cặn axit nucleic của vật chủ. Việc loại bỏ các tạp chất này bằng quy trình tinh chế đơn giản rất khó khăn, và quá trình tinh chế phức tạp làm tăng chi phí và giảm tỷ lệ thu hồi.
3. Sự bất ổn
Proteinase K không đủ ổn định, nó có thể tự phân hủy bằng enzym và khó bảo quản ổn định ở 37°C trong thời gian dài mà không có chất bảo vệ.
4. Dễ kết tủa
Khi chuẩn bị bột proteinase K đông khô, để đảm bảo hàm lượng chất rắn của proteinase K trong bột đông khô cao, cần phải thêm chất bảo vệ đông khô ở nồng độ cao. Tuy nhiên, khi nồng độ proteinase K đạt đến 20mg/mL trở lên, chất này dễ bị vón cục tạo thành kết tủa, gây khó khăn lớn cho quá trình đông khô proteinase K có hàm lượng chất rắn cao.
5. Đầu tư lớn
Proteinase K có hoạt tính protease mạnh và có thể thủy phân các protease khác trong phòng thí nghiệm. Do đó, proteinase K đòi hỏi các khu vực sản xuất, thiết bị và nhân sự chuyên dụng cho nghiên cứu, phát triển và sản xuất.
Dung dịch proteinase K của XD BIOCHEM
XD BIOCHEM sở hữu nền tảng biểu hiện và tinh chế protein hoàn thiện, giàu kinh nghiệm trong biểu hiện và tinh chế protein tái tổ hợp cũng như tối ưu hóa quy trình sản xuất. Thông qua việc nhanh chóng thành lập đội ngũ nghiên cứu và phát triển, quy trình sản xuất proteinase K quy mô lớn đã được hoàn thiện. Sản lượng bột đông khô hàng tháng đạt hơn 30 KG. Sản phẩm có hiệu suất ổn định, hoạt tính enzyme cao, không chứa cytochrome và dư lượng axit nucleic của vật chủ. Chào mừng bạn liên hệ với XD BIOCHEM để nhận gói dùng thử (Email:sales@xdbiochem.comĐiện thoại: +86 513 81163739).
Các giải pháp kỹ thuật của XD BIOCHEM bao gồm:
Bằng cách sử dụng phương pháp tích hợp plasmid đa bản sao, các chủng có biểu hiện cao với mức độ biểu hiện 8g/L được chọn lọc, khắc phục được vấn đề mức độ biểu hiện thấp của proteinase K.
Thông qua việc thiết lập quy trình tinh chế nhiều bước, cytochrome chủ và các gốc axit nucleic của proteinase K đã được loại bỏ thành công xuống dưới mức tiêu chuẩn.
Thông qua quá trình sàng lọc tốc độ cao các công thức dung dịch đệm bảo vệ, một dung dịch đệm có thể bảo quản ổn định proteinase K ở 37°C đã được lựa chọn.
Dung dịch đệm sàng lọc khắc phục được vấn đề proteinase K dễ bị kết tụ và kết tủa ở nồng độ cao, đồng thời tạo nền tảng cho quá trình đông khô proteinase K có hàm lượng chất rắn cao.
Mẫu proteinase K của XD BIOCHEM
Thử nghiệm độ ổn định của proteinase K XD BIOCHEM: hoạt tính sẽ không thay đổi đáng kể sau 80 ngày ở nhiệt độ phòng.
Thử nghiệm độ ổn định của proteinase K XD BIOCHEM: hoạt tính sẽ không thay đổi đáng kể sau 80 ngày ở nhiệt độ phòng.
So sánh hiệu quả chiết tách axit nucleic của proteinase K XD BIOCHEM và các sản phẩm cạnh tranh. Trong quá trình chiết tách axit nucleic, proteinase K XD BIOCHEM và proteinase K cạnh tranh được sử dụng riêng biệt. Hiệu quả chiết tách của proteinase K XD BIOCHEM cao hơn và giá trị Ct của gen mục tiêu thấp hơn.
Thời gian đăng bài: 31/12/2021