多肽、蛋白質和重組蛋白本質上都是由氨基酸組成的生物大分子，三者的主要區別在于分子大小、折疊結構以及生產方式：

               

弄清區別只是第一步。在實際應用中，抗體篩選、靶點驗證、藥物遞送等場景，經常需要特定序列的多肽或非天然來源的重組蛋白。這時候，成品庫里的選項遠遠不夠。于是，您需要選擇「多肽 & 重組蛋白定制服務」。

多肽定制！是的，在科研研究中有時要根據具體需求，如特定的氨基酸序列、分子量、純度和修飾方式等，利用化學或生物技術人工合成特定的多肽，也就是多肽定制。

當然是因為：有需求！

比如：

 (1) 高度個性化：目錄產品多肽無法滿足實驗需求，定制可以貼合實驗需求進行設計，甚至加入同位素標記、熒光標記 (如 FITC、Cy3) 等特殊基團以追蹤細胞內反應。

 (2) 提高穩定性與活性：可通過特殊的化學修飾 (如 N 端乙酰化、C 端酰胺化、環化) 來抵抗生物體內酶的降解，增強藥效或生物利用度。

 (3) 結構與功能研究：用于抗體制備、受體研究、多肽文庫篩選以及酶活性位點的探索。

 (4) 新藥與功能性產品開發：用于開發多肽相關藥物等。 

圖 1. 多肽定制的常見類型。

接下來我們梳理幾種常見的多肽定制場景，結合文獻應用幫助大家更好地選擇~

熒光標記肽是應用非常廣泛的功能化多肽，通過在多肽的 N 端、C 端或特定位點偶聯 FAM、FITC、Cy5、TAMRA 等熒光染料，實現對多肽或多肽識別分子在細胞、組織、活體中的動態追蹤。相比傳統放射性標記，熒光標記具有操作更安全、成像更直觀、適用于活細胞實驗等優勢，被廣泛用于受體結合、細胞攝取等研究領域。

需要注意的是，熒光團類型與標記位點會直接影響多肽的受體結合能力與生物學功能，甚至導致活性顯著下降或喪失，如下這篇文獻探究了不同熒光團標記 Substance P 后多肽與受體結合的活性差異。在進行熒光標記肽的設計時，大家也應該參考文獻報道和活性區域進行選擇。

圖 2. 不同熒光團標記 Substance P 在 CHO 細胞中的成像圖^[1]。

(A) Alexa 488-SP, (B) BODIPY Fl-SP, (C) fluo-rescein-SP, (D) Oregon Green 488-SP, (E) tetramethylrhodamine-SP, (F) PBS

除了單熒光標記肽，基于熒光團/淬滅基團標記 FRET 多肽則通過巧妙的設計，將分子水平的酶活響應和結構變化結構變化轉化為熒光信號的輸出，提供了靈敏、快速的檢測工具。

脂肪酸修飾是目前應用很成熟的長效化多肽修飾策略，通過引入棕櫚酸、硬脂酸等疏水鏈，使多肽能夠與血清白蛋白發生可逆結合，從而顯著降低腎清除率并延長體內停留時間。

在 GLP-1 類似物中，脂肪酸修飾肽已經多次優化并獲得了臨床的成功應用。Liraglutide 通過在 Lys26 位連接棕櫚酸 (C16)，使其與白蛋白高親和結合，從而將天然 GLP-1 約 2 分鐘的半衰期延長至約 13 小時，實現每日給藥。在此基礎上進一步優化的 Semaglutide 則采用 C18 脂肪二酸結合改造，使其半衰期延長至約一周，支持每周一次給藥方案。

圖 3. 脂肪酸修飾的生物學價值：延長半衰期、降低免疫原性，細胞內攝取及跨上皮屏障遞送^[2]。

同位素標記肽是目前蛋白質組學與定量分析中最標準化的一類多肽定制形式，其核心是通過引入 ¹³C、¹⁵N 或 ²H 等穩定同位素，在質量數上構建“重/輕肽對"，從而在 LC-MS/MS 體系中實現高精度絕對定量或相對定量分析。典型策略包括 AQUA (Absolute Quantification) 肽，即在已知濃度基礎上合成穩定同位素標記肽作為內標，用于目標蛋白或修飾肽的精確定量分析。

在實際應用中，同位素標記肽被廣泛用于靶向蛋白定量 (SRM/MRM/PRM)、生物標志物驗證以及信號通路定量分析。例如，在膜蛋白與 GPCR 研究中，通過向樣品中加入已知濃度的重標記肽標準，可以直接計算內源肽的絕對含量，從而避免傳統抗體法帶來的批次差異與交叉反應問題。同時，由于重標記與天然肽在化學性質上幾乎一致 (僅質量差異)，兩者在色譜行為和離子化效率上具有高度一致性，使其成為定量體系中可靠的內部參照物之一。

點擊化學修飾肽是近年來發展非常迅速的一類功能化多肽定制策略，其核心是利用疊氮 (–N₃) 與炔基 (–C≡C) 等生物正交反應基團，在溫和條件下實現高選擇性偶聯，從而將熒光團、小分子藥物或納米材料精準與多肽偶聯。點擊化學本質上屬于“模塊化連接策略"，其優勢不僅在于反應效率高，更重要的是可以實現不同功能模塊 (靶向肽、成像基團、藥物載荷) 之間的快速組合，因此點擊化學修飾已成為 PDC、放射性核素偶聯藥物以及多功能多肽構建中常用的偶聯方式之一。

圖 4. 通過點擊化學連接寡糖和多肽鏈的化學結構示例^[3]。

DSPE-PEG-多肽偶聯物是目前脂質體與納米遞送體系中常用的表面功能化策略之一，其基本結構由疏水性 DSPE 脂質錨定在膜結構中，親水性 PEG 作為柔性間隔臂，末端連接靶向多肽，從而在保證體系穩定性的同時賦予其特異性識別能力。這類結構被廣泛用于靶向脂質體、納米顆粒及核酸遞送體系構建中，用于提升體內循環穩定性并實現組織或細胞特異性攝取。

在納米遞送體系中，DSPE-PEG-多肽偶聯物常與細胞穿膜肽 (Cell-Penetrating Peptide, CPP) 協同使用，以同時實現體內穩定性與細胞內高效遞送，例如在其表面引入 TAT 肽，構建出 DSPE-PEG–TAT 共修飾納米載體，用于實現腫瘤或組織中的高效細胞攝取與遞送。

圖 5. 轉鐵蛋白與細胞穿膜肽雙功能修飾肽用于體內外遞送質粒以治療阿爾茨海默病^[4]。

多肽-藥物偶聯物 (Peptide-drug conjugate, PDC) 指的是利用具有靶向能力的多肽，將小分子藥物、毒素、放射性核素或功能分子定向遞送至目標組織。相比傳統化療藥物，PDC 通常具有更好的靶向性和相對較低的毒副作用；而相比抗體-藥物偶聯物 (Antibody-drug conjugate, ADC)，PDC 具有分子量小、化學合成靈活易變的優勢。

圖 6. PDC 藥物結構示意圖^[5]。

已獲批上市的 Lutathera (177Lu-DOTATATE) 通過將生長抑素類似物與 Lu-177 偶聯，實現神經內分泌腫瘤的靶向放療；而 ANG1005 則由三個紫杉醇分子與 Angiopep-2 肽段共價連接組成，通過低密度脂蛋白受體相關蛋白運輸系統穿越血腦屏障，用于腦腫瘤的研究與治療。

蛋白質可以分為傳統天然蛋白質和重組蛋白兩大類。

傳統天然蛋白質是直接從動植物組織或微生物中提取獲得 (如大豆蛋白、乳清蛋白、膠原蛋白)，屬于自然界中原本就存在的形式，保留了完整的天然結構與復雜的翻譯后修飾 (如糖基化)。

重組蛋白是利用基因工程技術，將目的基因導入宿主細胞 (如大腸桿菌、酵母菌或哺乳動物細胞) 中進行發酵表達而生產的蛋白質。不僅能生產天然存在的蛋白質，還可以通過改造氨基酸序列來增強特定功能。具有純度高、批次穩定、安全性好及易于規?；苽涞膬瀯?。主要用于生產重組人胰島素、細胞因子、單克隆抗體等靶向藥物。1982 年重組人胰島素 (Humulin，優泌林) 被 FDA 批準為重組蛋白藥物。

圖 7. MCE 重組蛋白定制基本流程。

不同表達系統各有特點，可以根據蛋白特性和后續應用靈活匹配。

大腸桿菌表達：經濟、高產、快速，適合結構相對簡單的細菌蛋白、抗原、酶類等，是性價比很高的選擇。

大腸桿菌無細胞表達：體外合成，無需活細胞培養，特別適合對宿主有毒性的蛋白以及多次跨膜蛋白，可添加去垢劑維持膜蛋白溶解狀態。

酵母細胞表達：低成本的真核表達平臺，具備一定的翻譯后修飾能力，適合分泌蛋白及小分子蛋白。

哺乳動物細胞表達：很接近天然狀態的表達平臺，提供完整的人源化翻譯后修飾 (如糖基化、磷酸化)，適合重組抗體、細胞因子等需要復雜修飾的蛋白。

昆蟲細胞表達：基因承載容量大，支持大分子量蛋白和激酶的表達。

標簽的選擇直接影響純化效率和下游應用，MCE 支持多種融合標簽，可根據實驗需求靈活搭配。

常規純化標簽：His 標簽 (鎳柱純化，分子量小)、GST 標簽 (Glutathione 親和純化，兼具促溶作用)、Fc 標簽 (Protein A/G 親和純化，適合免疫相關實驗)、Flag 標簽 (Anti-FLAG 親和凝膠純化，溫和洗脫，保持活性)、Strep 標簽 (Strep-Tactin 親和純化，高純度需求優選)

促溶標簽：MBP、SUMO、GST 等，可顯著提高難表達蛋白的可溶性

功能標簽：Avi 標簽 (常用于定點生物素化)、GFP (熒光標記，用于蛋白定位示蹤)

無標簽蛋白：如需天然構象或去除標簽干擾，MCE 也支持無標簽蛋白制備

膜蛋白：擁有三大膜蛋白表達技術平臺，包括去垢劑平臺 (基于哺乳動物細胞表達系統)、納米盤 (Nanodisc) 技術平臺和病毒樣顆粒 (VLPs) 技術平臺，通過為膜蛋白提供模擬天然脂質環境，有效維持其天然構象與生物活性。

生物素化標記：通過隨機標記或者 Avi 定點生物素化，適用于蛋白相互作用研究

熒光標記：融合 GFP、mCherry 等熒光蛋白，或化學標記 FITC、Cys 系列染料，用于細胞成像及示蹤實驗

包涵體復性：對于原核系統中形成包涵體的蛋白，可提供變復性服務，篩選好的復性條件，盡可能恢復蛋白活性

突變體及截短體：點突變、結構域刪除、截短體等，均可按需構建并表達純化

無論您的目標是基礎研究 (如結構生物學、功能機制)、藥物發現 (如抗體篩選、靶點驗證)，還是診斷試劑開發，MCE 都能為您匹配最合適的表達方案，從基因到蛋白，一站式交付。

?解決高疏水跨膜蛋白難題

難點：人源 SLC7A11 蛋白，含 12 次跨膜結構，表達量低、可溶性差，純化困難

制備：采用大腸桿菌無細胞體系，通過添加 DNA 模板、細胞抽提物及其他原料實現蛋白的體外合成；利用 Brij78、FOS12、DDM 等去垢劑，能夠有效促進膜蛋白溶解，維持其天然構象。

圖 8. 純化結果圖和活性驗證圖。

?攻克超大分子量蛋白制備

項目難點：人源 HLTF 蛋白，分子量高達 115 kDa，大分子蛋白分泌困難、表達量低，純化難度大

制備：采用桿狀病毒介導昆蟲細胞表達，迭代優化 P0-P2 代病毒，通過結合親和、離子交換、疏水及分子篩等多種層析方法純化目的蛋白。

圖 9. 純化結果圖。

參考文獻

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