职称论文
摘要：为保证无细胞蛋白表达体系的合理运用，提升制药水平，分析了生物制药工程中无细胞蛋白表达体系的运用优势，即：简化蛋白表达体系，稳定蛋白质表达体系，降低制药成本。介绍了无细胞蛋白表达体系的分类，分析其在生物制药工程中的具体应用。可以引入非天然氨基酸，重组蛋白药物生产，实现蛋白的高通量表达，简化制药流程。
关键词：生物制药工程； 无细胞蛋白； 表达体系； 运用；
Abstract:In order to guarantee the rational application of acellular protein expression system in bio-pharmaceutical engineering,and to enhance pharmacy level,the research analyzes the advantages of acellular protein expression system in bio-pharmaceutical engineering,i.e.simplifying expression of protein,stabilizing protein expression system,and reducing pharmacy cost.The research introduces the classification of acellular protein expression system,analyzes its specific application in bio-pharmaceutical engineering.It is suggested to introduce unnatural amino acid,recombinant protein drug production,achieve the high throughput expression of protein,and simplify pharmacy process.
Keyword:Bio-pharmaceutical engineering; Acellular protein; Expression system; Application;
生物制药技术中无细胞蛋白表达体系具有很多优势，其可以大幅度提升制药行业的工作效率和工作质量。蛋白质表达体系在制药中的应用较为复杂，无细胞蛋白表达体系可以简化这个流程。相对于传统的体内表达体系，无细胞蛋白表达体系基于细胞提取物，有着不受细胞生理限制以及胞内蛋白酶降解的优势，对整体制药水平的提高具有重要的促进作用。
1 生物制药工程中无细胞蛋白表达体系的运用优势
1.1 简化蛋白表达体系
传统生物制药中，蛋白质表达体系比较复杂，在进行细胞剥离时，需要耗费大量的时间，对技术要求也非常高，主要原因是受到技术局限性的影响。无细胞蛋白表达体系在原体系基础上优化，经过技术升级，可以极大简化原蛋白表达系统，进而提升制药工作效率。
1.2 稳定蛋白质表达体系
由于天然蛋白具有水溶性差、半衰期短等特点，所以实现重组蛋白的稳定表达、发挥无细胞蛋白表达体系在医疗方面的应用潜力成为了生物制药领域的重要研究课题。无细胞蛋白表达体系人工干预较大，可以有效提升蛋白水溶性，延长蛋白的半衰期，从而达到稳定蛋白表达体系的目的。
1.3 降低制药成本
无细胞蛋白表达体系的有效运用，可以降低制药成本，提升制药企业的经济收益。传统的蛋白表达体系复杂，需要的人力和物力比较多，导致制药成本上升。无细胞蛋白表达体系的运用可以简化流程，减少人力的投入，最重要的是减少下游处理，可以节省大量的生产设备，通过合理控制，可以很好地降低企业制药成本。
2 生物制药工程中无细胞蛋白表达体系的分类
生物制药工程中，无细胞蛋白表达体系主要可以分为原核系统和真核系统，其中真核系统是在原核系统基础上发展而来，相对来说技术含量更高。虽然两者存在关联，但是具体的表达方式不一样，各自都有比较明显的特点，如何区分这两种系统的区别是应用的关键。在实际生物制药过程中，要根据不同的需求进行选择。
2.1 原核系统
原核系统的发展时间比较久，技术相对比较成熟，所以应用范围也比较广泛。原核表达系统的主要工作原理是对目标蛋白的表达利用的原核生物细胞提取物，被提取最多的是病毒细菌。原核表达系统具有很好的耐受性，可以有效保证蛋白质的稳定，这也是该系统的特点。原核表达系统同样存在着一些问题，主要是蛋白被加工后，在正确折叠方面现阶段仍是较大的困难，这些问题也是目前原核系统应用的技术难点。
2.2 真核系统
真核系统主要是对原核系统进行的补充，二者搭配使用，可以有效提升无细胞蛋白表达体系在生物制药中的应用效率。真核系统主要是对细胞裂解液进行提取，过滤无用杂质，对原有的基因进行调控、转变，进而提高药物的合成几率。大量的实验数据表明，两种系统都具有良好的药物合成功效，但是也存在不足之处，将两者搭配使用，是目前最佳的制药手段。
3 生物制药工程中无细胞蛋白表达体系的运用
以往生物制药工程中，无细胞蛋白表达体系的运用存在一定的局限性，这主要是由于资金欠缺和设备不完善导致的，但是经过多年的发展，无细胞蛋白表达体系已经得到了极大发展，相关设备和技术可以完全适用现阶段的生物制药。无细胞蛋白表达体系在生物制药中的运用主要有以下几个方面。
3.1 引入非天然氨基酸
氨基酸对生物制药的质量有着非常重要的影响。氨基酸的数量和质量可以决定药物中各分子比例结构，比例不符合药物需求，会导致药物质量不达标。在以往的药物生产中，天然氨基酸占有比较大的比例，但是天然氨基酸对抑制性TRNA识别特定终止密码子的氨酰化效果不佳，容易造成比例失调现象，这会严重影响药物质量。无细胞蛋白表达系统在生物制药中的运用可以改善这个问题。通过该体系可以大量引入非天然氨基酸，经过人工培育的氨基酸可以有效抑制TRNA识别特定终止密码子的氨酰化，保证药物质量的可靠性。现阶段的研究中，通过在无细胞蛋白表达体系中添加非天然氨基酸底物，建立了高效便捷的反应体系，能够对目标蛋白进行选择性修饰。
3.2 重组蛋白药物生产
无细胞蛋白表达系统可以重组蛋白，实现药物大规模生产。现阶段，该表达系统已经比较完善，对于细胞的处理能力也在不断提升，可以制造出更多的蛋白药物。无细胞蛋白表达系统可以简化制药流程，节省制药时间，提升制药效率。对蛋白进行重组主要是将原有的分子排列顺序打乱，进行重新编排，可以简化分子蛋白药物分子融合过程，提高药物生产速度。同时，还可以提升药物的疗效。经过无细胞蛋白表达系统的干预，原有的制药工艺得到极大的提升，不但可以重组蛋白药物生产，提升药物质量，还可以提升药物生产效率，对制药企业的发展有着重要的促进作用。
3.3 蛋白的高通量表达
生物制药对蛋白的高通量表达要求非常高，只有保证基因代码的重新组合正确，才能保证高通量正确的表达。生物制药工程中的基因代码组合准确性始终都得不到有效保证，通过无细胞蛋白表达系统的干预，基因代码可以被进一步分解，分解后的代码更加简单，所以再进行排列也就变得容易，可以提高基因代码的组合正确性。无细胞蛋白表达系统在制药领域的应用，可以提升药物研发能力，对于新药的研制会有重要的帮助。
4 结语
无细胞蛋白表达体系已经被广泛应用在生物制药工程中，无细胞蛋白表达技术也越来越成熟，已经从原核系统发展到真核系统，研究深度得到了很大提升，对生物制药产业有很大的帮助。无细胞蛋白表达技术的有效应用可以节省下游处理环节，降低制药成本。此外，它还具有相对稳定的特点，对于有用物质的提取比较方便，可以简化制药流程。无细胞蛋白表达体系具有一定的优势，具有广阔的发展前景。
参考文献
[1]谭东雨。试论无细胞蛋白表达体系在生物制药工程中的应用[J].科技经济导刊，2019,27（08）：171.
[2] 关录凡。无细胞蛋白表达体系研究进展及在生物制药领域中的应用[J].中国科技投资，2018,（15）：345.
[3]谢典佑。无细胞蛋白表达体系在生物制药工程中的应用[J].中国医药科学，2017,（01）：99-100.
[4]徐晓燕。无细胞蛋白表达体系在生物制药工程中的应用[J].化工管理，2019,（14）：27-28.
[5]赵振瑶。无细胞蛋白表达系统新进展及在生物制药工程中的应用[J].轻工科技，2019,（08）：46-47.
[6]贾晓歌，邓子新，刘天罡。无细胞蛋白表达体系研究进展及在生物制药领域中的应用[J].微生物学报，2016,（04）：77-78.
[7]何太平，杨波，谭晓晶，等。重组复杂蛋白快速表达体系的建立[J].中国生物制品学杂志，2011,（11）：55-56.
[8]张然，田浤，高向东，等。新一代基因组编辑技术在基因治疗及生物制药领域中的应用[J].中国药科大学学报，2014,（04）：81-82.