ישנם גיבורים אלמונים רבים סביבנו, שנראים רגילים, אך למעשה הם תורמים לנו רבות בשקט. פרוטאינאז K הוא "הגיבור האלמוני" בתעשיית האבחון המולקולרי, אם כי בהשוואה ל"גדולים והחזקים" בתעשייה, פרוטאינאז K הוא כה נדיר עד שכבר מזמן התעלמנו מחשיבותו. עם פרוץ מגפת הכתר החדשה, הביקוש לפרוטאינאז K זינק, וההיצע בארץ ובחו"ל רחוק מהצריכה, וכולם פתאום הבינו שפרוטאינאז K הוא כה חשוב.
מה השימוש בפרוטאינאז K?
פרוטאינז K הוא פרוטאז סרין בעל פעילות אנזים פרוטאוליטי ויכול לשמור על פעילות במגוון רחב של סביבות (pH (4-12.5), בופר מלח גבוה, טמפרטורה גבוהה של 70°C וכו'). בנוסף, פעילותו של פרוטאינז K אינה מעוכבת על ידי SDS, אוריאה, EDTA, גואנידין הידרוכלוריד, גואנידין איזותיוציאנט וכו', וכמות מסוימת של חומר ניקוי יכולה גם היא לשפר את פעילותו של פרוטאינז K. לפרוטאינז K ישנם יישומים בטיפול רפואי (חיטוי וירוסים ומיקרוביאלים), מזון (ריכוך בשר), עור (ריכוך שיער), ייצור יין (הבהרת אלכוהול), הכנת חומצות אמינו (נוצות מתכלות), מיצוי חומצות גרעין, הכלאה באתר וכו'.
פרוטאינאז K יכול לבצע אנזימוליזציה של כל סוגי החלבונים בדגימה, כולל היסטונים הקשורים בחוזקה לחומצות גרעין, כך שחומצות הגרעין יכולות להשתחרר מהדגימה ולהיכנס לתמצית, מה שמקל על השלב הבא של מיצוי וטיהור. בגילוי חומצות גרעין ויראליות, פרוטאינאז K הוא אחד המרכיבים החשובים בתמיסת דגימת הנגיף. פרוטאינאז K יכול לפצח ולנטרל את חלבון המעטפת של הנגיף, דבר שהוא בטוח יותר בשלב ההובלה והגילוי; בנוסף, פרוטאינאז K יכול גם לפרק RNase, שמונע את פירוק ה-RNA הנגיפי ומקל על גילוי חומצות גרעין.
התהילה בן לילה של פרוטאינאז K
בין אם בתחום המחקר המדעי ובין אם בתחום בדיקות הדם הפנימיות (IVD), מיצוי חומצות גרעין הוא הניסוי הבסיסי ביותר, ולכן פרוטאינאז K תמיד היה בעל חשיבות רבה. עם זאת, בעבר, פרוטאינאז K היה הרבה פחות מוכר מתפקידו. חלק גדול מכך נבע מכך שיחסי ההיצע והביקוש של פרוטאינאז K היו יציבים מאוד. מעטים היו חושבים שאספקת פרוטאינאז K תהווה בעיה.
עם התפרצות מגפת הכתר החדשה, הביקוש לבדיקות חומצות גרעין זינק. נכון לסוף יוני 2020, סין השלימה כמעט 90 מיליון בדיקות כתר חדשות, ומספר זה מדאיג אף יותר בקנה מידה עולמי. בניסויי מיצוי חומצות גרעין, ריכוז העבודה של פרוטאינאז K הוא כ-50-200 מיקרוגרם/מ"ל. באופן כללי, נדרשים כ-100 מיקרוגרם של פרוטאינאז K כדי לחלץ דגימה של חומצת גרעין. בשימוש בפועל, על מנת להגביר את יעילות מיצוי חומצות הגרעין, לעתים קרובות ישמש פרוטאינאז K בכמות מוגברת. גילוי חומצות גרעין של נגיף הקורונה החדש הביא לביקוש רב לפרוטאינאז K. מאזן ההיצע והביקוש המקורי של פרוטאינאז K נשבר במהירות, ופרוטאינאז K הפך לחומר חשוב למניעת מגפות בן לילה.
קשיים בייצור פרוטאינז K
למרות שעם התפתחות המגיפה, הערך החשוב של פרוטאינאז K הוערך על ידי אנשים, מביך שבשל הערך הנמוך מדי של פרוטאינאז K, מעט חברות מקומיות היו מעורבות בייצור של פרוטאינאז K. כאשר אנשים רצו לבסס ייצור של פרוטאינאז K במהלך תהליך הייצור, התגלה שפרוטאינאז K הוא חלבון מיוחד ביותר. אתגר רב להרחיב את כושר הייצור של פרוטאינאז K בפרק זמן קצר הוא אתגר.
ייצור בקנה מידה גדול של פרוטאינאז K מתמודד עם הקשיים הבאים
1. ביטוי נמוך
פרוטאינאז K יכול לפרק את רוב החלבונים באופן לא ספציפי ולגרום לרעילות חמורה לתא המארח המבטא את החלבונים. לכן, רמת הביטוי של פרוטאינאז K היא בדרך כלל נמוכה מאוד. סינון של מערכות ביטוי וזנים המבטאים מאוד את פרוטאינאז K דורש בדרך כלל מחזור ארוך יותר.
2. שאריות של פיגמנטים וחומצות גרעין
תסיסה בקנה מידה גדול מכניסה כמות גדולה של פיגמנט ושאריות חומצות גרעין של המארח. קשה להסיר זיהומים אלה בתהליך טיהור פשוט, וטיהור מורכב מגדיל את העלות ומפחית את קצב ההפקה.
3. חוסר יציבות
פרוטאינאז K אינו יציב מספיק, הוא יכול לבצע אנזימוליזציה של עצמו, וקשה לאחסן אותו ביציבות ב-37 מעלות צלזיוס למשך זמן רב ללא חומר מגן.
4. קל להיווצרות
בעת הכנת אבקת פרוטאינאז K מיובשת בהקפאה, על מנת להבטיח שתכולת המוצקים של פרוטאינאז K באבקה המיובשת בהקפאה תהיה גדולה, יש צורך להוסיף חומר הגנה מיובש בהקפאה בריכוז גבוה, אך כאשר ריכוז פרוטאינאז K מגיע ל-20 מ"ג/מ"ל ומעלה, קל ליצור משקעים. הצטברות זו מקשה מאוד על ייבוש בהקפאה של פרוטאינאז K עם תכולת מוצקים גבוהה.
5. השקעה גדולה
לפרוטאינז K יש פעילות פרוטאזית חזקה והוא יכול להידרוליזה פרוטאזות אחרות במעבדה. לכן, פרוטאינז K דורש אזורי ייצור, ציוד וכוח אדם מיוחדים למחקר, פיתוח וייצור.
תמיסת פרוטאינאז K של XD BIOCHEM
ל-XD BIOCHEM פלטפורמה בוגרת לביטוי וטיהור חלבונים, וניסיון עשיר בביטוי וטיהור של חלבונים רקומביננטיים ואופטימיזציה של תהליכי ייצור. באמצעות הקמה מהירה של צוות מחקר ופיתוח, תהליך הייצור בקנה מידה גדול של פרוטאינאז K התגבר. התפוקה החודשית של אבקה מיובשת בהקפאה היא יותר מ-30 ק"ג. למוצר ביצועים יציבים, פעילות ספציפית לאנזימים גבוהה, וללא שאריות ציטוכרום וחומצות גרעין של המארח. מוזמנים ליצור קשר עם XD BIOCHEM לקבלת חבילת ניסיון (דוא"ל:sales@xdbiochem.comטלפון: 86+513 81163739).
הפתרונות הטכניים של XD BIOCHEM כוללים
באמצעות אינטגרציה של פלסמידים מרובי עותקים, נבחרים זנים בעלי ביטוי גבוה ורמת ביטוי של 8 גרם/ליטר, דבר המתגבר על בעיית רמת הביטוי הנמוכה של פרוטאינאז K.
באמצעות תהליך טיהור רב-שלבי, הוסרו בהצלחה שאריות הציטוכרום והחומצות הגרעיניות של פרוטאינאז K מהמארח מתחת לערך הסטנדרטי.
באמצעות סינון תפוקה גבוהה של פורמולציות בופר מגן, נבחר בופר שיכול לאחסן ביציבות פרוטאינאז K ב-37°C.
בופרים לסינון מתגברים על הבעיה שפרוטינאז K נאגר בקלות ונשקע בריכוזים גבוהים, ומניחים את היסודות לייבוש בהקפאה בעל תכולת המוצקים הגבוהה של פרוטינאז K.
דגימת פרוטאינז K של XD BIOCHEM
בדיקת יציבות פרוטאינאז K של XD BIOCHEM: לא יהיה שינוי משמעותי בפעילות לאחר 80 יום בטמפרטורת החדר
בדיקת יציבות פרוטאינאז K של XD BIOCHEM: לא יהיה שינוי משמעותי בפעילות לאחר 80 ימים בטמפרטורת החדר.
השוואה בין אפקט מיצוי חומצות גרעין של פרוטאינאז K של XD BIOCHEM לבין מוצרים מתחרים. בתהליך מיצוי חומצות גרעין, נעשה שימוש ב-XD BIOCHEM ובפרוטאינאז K תחרותי בהתאמה. יעילות המיצוי של פרוטאינאז K של XD BIOCHEM גבוהה יותר וערך ה-Ct של גן המטרה נמוך יותר.
זמן פרסום: 31 בדצמבר 2021