膜タンパク質ターゲットのうち、まだ活用されていない90％の可能性を解き放つ。 3時間未満で、天然型の膜タンパク質の自動精製が可能。
膜タンパク質の精製と分析が簡単に
最も困難な創薬ターゲットに対する新たなアプローチ：膜タンパク質は現代の治療法の核心をなしていますが、依然として最も取り扱いが困難なターゲットの一つです。分離が難しく、天然の構造を失いやすく、多くの場合、特別な施設で専門家が数週間にわたる労力を要する作業が必要となります。
しかし、膜タンパク質の単離はもはや複雑な作業である必要はありません。新たなアプローチにより、界面活性剤を使用しない自動化された膜タンパク質の精製が可能となり、天然の3D構造を保った精製膜タンパク質を用いたアッセイを3時間未満で実施できるようになりました。 このワークフローは、卓上型液体ハンドラー「CyBio FeliX」と、受賞歴のある新しいポリマーベースのアッセイ「CUBE PlateX MP™」を組み合わせたものです。これにより、かつてはリスクの高い作業であったものが、標準的な「ウォークアウェイ」実験ルーチンへと変わり、創薬における主要なボトルネックの解消に貢献します。
膜タンパク質研究における新たな標準をご覧ください：
- 簡単で自動化された精製、手作業は一切不要
- 3時間未満でアッセイ完了
- 天然の3次元構造を保持した高収率の精製タンパク質
- 標準的な実験室で実施可能 — 冷蔵室は不要
- ばらつきが最小限で、再現性の高い結果
膜タンパク質の可能性
膜タンパク質は、極めて強力な生物学的標的の一つである。 これには、イオンチャネル、Gタンパク質共役受容体（GPCR）、およびトランスポーターが含まれる。細胞シグナル伝達、物質輸送、免疫認識の重要な媒介者として、これらは基礎生物学と治療法とを結ぶ極めて重要な架け橋となっている。しかし、その解析上の課題により、治療への応用可能性の大部分は未だ未開拓のままである。
- 全ヒトタンパク質の約30 ％が膜タンパク質である
- 承認済み医薬品の60％以上が、膜タンパク質を標的として直接作用する
- これまでに同定された膜タンパク質標的は10％未満
これらのタンパク質は、がんや自己免疫疾患といった重篤な疾患や有病率の高い慢性疾患だけでなく、糖尿病、アレルギー、心血管疾患、精神疾患においても極めて重要な役割を果たしています。精製プロセスを簡素化することは、創薬における大きな障壁を克服し、最終的には幅広い適応症にわたる患者に新たな治療選択肢をもたらすことになります。
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なぜ精製が創薬における制約要因となったのか
精製工程は、重要かつ収益性の高い医薬品の研究において、長年にわたりボトルネックとなってきました。その理由は、タンパク質が細胞膜の脂質二重層に安定して固定されているためです。タンパク質を単離するには、高度に専門化された労働集約的なワークフローと、専門家による数日間にわたる手作業が必要であり、多くの場合、コールドルームなどの専用の設備が求められていました。 さらに、従来のワークフローで使用される界面活性剤は、機能性や安定性の低下を招くことが多かった。しかし、これらは下流の解析において有意義かつ信頼性の高い結果を得るために不可欠な要素である。こうした人手を要するワークフローは自動化やスケールアップが困難であり、結果に大きなばらつきが生じやすかったため、膜タンパク質の研究は、
- 高コスト
- 長い研究開発期間、
- 成功率の不確実性
その結果、投資や資金調達の決定は極めて慎重に行われ、非常に有望なプロジェクトでさえ、完全に棚上げされたり、極めて厳格かつ制限の多い評価を経て初めて進められたりすることがありました。しかし、この新しいアプローチによって状況は変わりつつあります。このアプローチはリスクを低減し、信頼性を向上させ、膜タンパク質研究の予測可能性と拡張性を高めています。
洗剤を使用しない膜タンパク質の自動精製
ポリマーを用いた抽出法と適切な自動化を組み合わせることで、膜タンパク質の精製は信頼性の高い日常的な実験作業へと変わります。 新しいワークフローは、自動液体ハンドラー「CyBio FeliX」とCUBE Biotech社の「PlateX MP™」精製アッセイを組み合わせたもので、従来は複雑だったプロセスを堅牢な「ウォークアウェイ」ソリューションへと変えます。これにより、タンパク質本来の3次元構造を維持しつつ、手動によるワークフローと比較して収率を大幅に向上させることができます。
この自動化ワークフローは、CyBio FeliXとPlateX MP™精製アッセイの組み合わせに基づいています。この完全自動化されたアプリケーションでは、細胞サンプルと試薬をロードするだけで済みます。精製プロセスは3時間未満で完了し、ネイティブな3次元構造を保った膜タンパク質が得られ、TSAや機能解析などの下流処理にすぐに利用可能です。
CyBio FeliX によるベンチトップ自動化
CyBio FeliXは、コンパクトな卓上型液体ハンドラーです。この装置では、バッファー、容量、試薬を自由に設定できるため、柔軟なサンプルおよびアッセイ形式に対応可能です。
- 3時間以内にすぐに使用可能な膜タンパク質を調製
- 手作業によるプロセスと比較して、精製タンパク質の収率が3～4倍向上
- 一貫した結果、天然構造の維持、ばらつきなし
- 手作業を一切必要としない自動処理
- 設置面積が小さく、無菌環境および非無菌環境の両方に適しています
- FeliX Composerによるプロトコルの個別作成
- FeliXを使用して、独自の化合物ライブラリを活用し、さらなるサンプルの作成が可能
高分子を用いた膜タンパク質の精製
CUBE Biotech社のポリマーベースのアッセイ「PlateX MPTM」は、脂質二重層の主要な構成成分を保持することで膜タンパク質を安定化させ、その天然の構造と機能を保護します。この手法を自動化されたワークフローに組み込むことで、ばらつきを低減し、サーマルシフト分析、機能アッセイ、あるいはクライオ電子顕微鏡（Cryo-EM）などの下流工程に直接対応可能な、天然の膜タンパク質サンプルを提供します。
アプリケーションノート
より短時間でより多くのタンパク質を：CyBio FeliX
による自動ネイティブ膜タンパク質精製 CyBio FeliXとCube PlateX MPTMを組み合わせて実施した試験において、このワークフローは、イオンチャネル、GPCR、シングルパスタンパク質など、幅広い膜タンパク質に対して優れた結果を示しました。当社のアプリケーションノートでぜひご自身の目でお確かめください。
下流工程の分析向けソリューション
精製タンパク質から実用的なデータへ。洗剤を使用しない
自動精製は、創薬研究の第一歩です。CyBio FeliXおよびPlateX MP™を用いて精製された膜タンパク質アッセイは、幅広い下流工程への応用が可能です。 Analytik Jenaは、PULSEspencer RおよびqTOWER irisを用いて、膜タンパク質の精製から小型化、さらにはタンパク質の特性評価へと続く、シームレスに統合されたワークフローを提供します。どちらの装置も、特定の実験からハイスループットスクリーニングに至るまで、スケーラブルで信頼性の高いTSAワークフローを実現します。
1つのワークフロー。1つのパートナー。Analytik Jenaは、細胞サンプルから意思決定に直結するデータに至るまで、完全なエンドツーエンドのワークフローをサポートします。連携した技術、互換性のある消耗品、そしてアプリケーションに即したサポートにより、ワークフローが簡素化され、ばらつきが低減され、膜タンパク質研究のタイムラインが短縮されます。1つのパートナーからソリューションを手に入れましょう。
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サンプルの微小化：貴重な試薬のためのデジタル電源
自動化されていても、精製された膜タンパク質は貴重なものであり、多くの場合、入手できる量は限られています。PULSEspencer R によるデジタル分注により、ピコリットル単位までの精密なサンプルの微量化が可能になります。これにより、サンプルや試薬の消費量を大幅に削減すると同時に、スループットと再現性を向上させることができます。
- 幅広い微量化範囲（8 pL～200 µL）
- 交差汚染を最小限に抑える非接触分注
- 自動体積計算
- 高スループット
- 高感度試薬を用いたTSAが可能
アプリケーションノート
PULSEspencer R および qTOWER iris 384
を用いた β-ラクトグロブリンの小型化サーマルシフトアッセイ PULSEspencer R が、デジタルインクジェット技術を用いて、精密かつ自動化された微量分注を実現する仕組みをご覧ください。 その正確なピコリットル単位の液滴生成により、信頼性の高いアッセイ設定が可能になるだけでなく、準備時間の短縮と人為的ミスの低減も実現します。これは、LMX-LUMINAによる光学式体積測定によって検証されています。
熱シフト分析によるタンパク質の特性解析
熱シフト分析（TSA）は、膜タンパク質の安定性、立体構造、およびリガンドとの相互作用を評価するための重要な手法です。リアルタイムPCRサイクラー「qTOWER iris」は、疎水性タンパク質に対する高感度の熱シフトアッセイを可能にします。 UVA対応の光学系はCPMや1,8-ANSなどの色素に対応しており、高感度により微小な蛍光変化も検出できるため、再現性の高い融解曲線を用いてタンパク質の融解温度を正確に測定できます。96ウェルおよび384ウェルフォーマットに対応しており、単一の実験からハイスループットスクリーニングまで、容易にスケールアップが可能です。
- UV-Aから近赤外（NIR）までの鮮明な信号
- マルチプレックス：最大6つのターゲットを同時に測定
- お好みに応じて：モジュール、消耗品、試薬、アッセイ
- 人間工学に基づいた設計で、極めて静音
qTOWER irisの詳細
アプリケーションノート
qTOWER iris
を用いた疎水性タンパク質の高スループット UVA ベースの熱シフトアッセイ本アプリケーションノートでは、中～高スループット条件下で疎水性タンパク質の熱安定性を効率的に評価する方法について解説します。 qTOWER iris qPCRサーマルサイクラー（96ウェルまたは384ウェル）を用いて、1,8-ANSやCPMなどの蛍光色素を用いた熱シフトアッセイを行うことで、疎水性タンパク質の信頼性の高いハイスループット検出が可能になります。
製品
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More protein in less time: Automated native membrane protein purification with CyBio FeliX (EN)
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High-Throughput UVA-Based Thermal Shift Assays for Hydrophobic Proteins Using the qTOWERiris (EN)
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Miniaturized Thermal Shift Assay (TSA) of β-lactoglobulin using PULSEspencer R and qTOWER iris 384 (EN)
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