来源:无细胞蛋白合成产量低能量(DNA Lab Space 实验教程)| 编译:DNA Lab Space
做CFPS最怕什么?模板加了,提取物换了,GFP对照明明亮,你的目的蛋白就是不出量。别急着怀疑核糖体。多数时候,问题卡在ATP/GTP供给、再生系统、Mg²⁺和副产物上。本文从新手低级错误到能量模块、连续交换系统,给你一条能直接动手的排查路径。
第一步:快速排查低级错误
1. 模板加太多。 质粒超过100 ng/µL时,转录和翻译短时间猛耗ATP,1小时后直接停。解决:质粒降到10–50 ng/µL,PCR产物用5–20 nM,先做2倍梯度。
2. NTP/能量mix反复冻融。 冻融3次以上,GTP和CP降解,批间波动大。解决:10 µL分装,-80°C保存,冰上融化,室温别放超过30分钟。
3. 孵育温度照抄37°C。 E. coli S30常用37°C,但某些提取物37°C下ATP酶更活跃。解决:先试30°C、4小时、200 rpm,和37°C并排比。
4. 提取物批次已经失活。 旧批次内源ATP低,翻译因子也掉。解决:每批S30用pET-GFP做阳性对照,比活性低于新批次70%就别用。

第二步:分维度系统排查
1. 提取物内源能量与ATP酶
现象: 0–30分钟产量上升,1小时后平台或下降。
原理: S30里残留ATP酶、蛋白酶。内源ATP只有0.5–1 mM,10分钟就能耗尽。
解决: 新鲜制备S30。菌体长到OD600 0.6–0.8,诱导后收菌,洗涤,高压破碎,30,000 g、4°C离心30分钟。加1 mM DTT,-80°C保存,3个月内用完。
验证: 反应里补1.2 mM ATP,若产量明显回升,说明提取物能量不足或ATP酶高。