近日，腾讯体育生物医药学院林章凛教授和华南理工大学生物科学与工程学院杨晓锋副教授团队在生物技术领域顶刊《Trends in Biotechnology》上发表了题为“A high-performance protein preparation approach in a single column-free step”的研究论文，论文介绍了一种新型的蛋白（酶）纯化技术—cSAT2.0技术，该研究突破了传统蛋白纯化对多步昂贵的柱层析依赖，提供了一种高效、经济的一步无柱纯化方法，纯度可达98%甚至更高。

蛋白（酶）纯化是生命科学基础研究与生物技术产业的底层技术。研究团队前期开发了可自聚集并可自我切割的标签（cleavable self-aggregating tag, 简称cSAT）蛋白纯化技术，适用于多种目标蛋白的纯化，包括含二硫键蛋白。然而，cSAT技术纯化后的蛋白纯度通常为80-85%左右。其中，主要的杂蛋白是切割后的cSAT标签。在本项目工作中，研究团队使用了耐辐射极端微生物中一段蛋白酶的前肽序列（PEP），将其引入聚集肽和可切割内含肽元件之间，成功解决了杂蛋白cSAT标签问题。研究团队将cSAT2.0技术用于多种不同类型的蛋白（包括二硫键蛋白）纯化，即冠状病毒的肽类抑制剂（LCB3）、人生长激素（hGH）、纳米抗体（Nb21和caplacizumab），以及酶（GST和木聚糖酶），纯度均达98%或以上。

此外，研究团队还进一步验证了cSAT2.0在微孔板和发酵罐中的应用。在96孔板高通量纯化平台上，蛋白浓度为75-258 μg/mL，纯度达到91%-98%；在5升发酵罐中生产纳米抗体caplacizumab，产量为1.4 g/L，纯度达99%。这些成果展示了cSAT2.0技术在蛋白高通量筛选和大规模工业制备中的广阔应用前景。

cSAT2.0为蛋白纯化提供了一项颠覆性的技术，具有若干重要意义。第一，cSAT2.0技术显著简化了纯化流程，为实验室水平的研究提供了一种快捷的蛋白（酶）制备方案，显著优于目前的金标准His标签法。第二，有望为生物制造和生物制药行业提供标准化、高通量蛋白（酶）筛选方法。第三，有望将此推广至大规模的蛋白（酶）工业化生产，加速生物技术产业的发展。

华南理工大学生物科学与工程学院2022级博士生黄源为第一作者，论文通讯作者为广东工业大学林章凛教授和华南理工大学杨晓锋副教授。

论文链接： https://doi.org/10.1016/j.tibtech.2024.10.008