病毒样颗粒（Virus-Like Particles, VLPs) ：解锁多次跨膜蛋白的天然构象

病毒样颗粒（Viral-like particles，VLP）是一种由病毒蛋白自组装形成的纳米级颗粒，不包含病毒的遗传物质，因此不具有感染性，安全性极佳。VLP能够模拟病毒的空间构象和表面重复抗原阵列，能够强效激活B细胞和T细胞，广泛用于疫苗研发和抗原展示。研究人员可通过在原核细胞、酵母、昆虫细胞系、植物及哺乳动物细胞系等多种表达系统中表达重组病毒蛋白，在实验室内制备VLP。

VLP的分类

根据结构特点和来源，VLP可以分为多种类型。非包膜VLP（non-eVLP）主要由一种或多种结构蛋白（如L1蛋白或核心抗原）组装而成，形成规则的二十面体或螺旋对称结构，例如人乳头瘤病毒（HPV）疫苗所采用的VLP。包膜VLP（eVLP）则更为复杂，它们在组装过程中会嵌入宿主细胞的脂质双分子层，并展示出关键的外源跨膜蛋白，如新冠病毒疫苗中使用的刺突（S）蛋白VLP。

此外，还有基于细菌、植物或昆虫病毒来源的VLP，例如豇豆花叶病毒（CPMV）和诺如病毒（NoV）VLP，它们展示了VLP技术平台的多样性和广泛适用性。

图1. 各种VLP结构的分类（J Nanobiotechnology. 2021 Feb 25;19:59.）

VLP生产表达系统

VLP的生产依赖于多种重组蛋白表达系统，包括大肠杆菌、酵母、昆虫细胞（杆状病毒系统）、哺乳动物细胞（HEK293、CHO 等）以及植物细胞，甚至细胞自由表达系统也已用于VLP组装，每种系统各有优势。

图2. VLP的结构分类、生产系统以及相关免疫机制等（Int. J. Mol. Sci. 2024, 25(13), 7429）

哺乳动物细胞表达系统（如HEK293、CHO细胞）能够完成最复杂的蛋白质翻译后修饰，如精确的糖基化，是生产复杂包膜VLP的首选平台。

昆虫细胞-杆状病毒表达系统则以其高通量、高产量和较强的执行复杂折叠与组装能力而著称，是大规模生产非包膜和部分包膜VLP的工业主力。

对于结构相对简单的VLP，酵母表达系统和植物细胞表达系统提供了成本效益高、易于扩大生产的替代方案。

而原核表达系统（如大肠杆菌）虽然成本最低、速度最快，但通常只能用于表达可自发组装成VLP的单一结构蛋白单元。

图3. 不同表达系统在重组VLP生产中的优缺点（Int. J. Mol. Sci. 2024, 25(13), 7429）

VLP在重组蛋白表达方面的优势

在重组蛋白表达方面，VLP平台具备多重优势。当目标抗原作为衣壳蛋白的一部分被展示在VLP表面时，其免疫原性会得到极大增强，使得即使是低丰度或弱免疫原的蛋白也能诱导强烈的抗体应答。

其次，VLP不含病毒基因组，安全性高，适合大规模生产和临床应用；再次，哺乳动物细胞等真核表达系统能够提供正确的折叠、二硫键形成和糖基化等PTM，保证重组蛋白的功能活性。

特别值得一提的是，VLP技术在表达跨膜蛋白方面具有无可比拟的优越性。VLP技术平台能够将完整天然构象的膜蛋白展示在类病毒颗粒表面，产生非常适合免疫和抗体筛选的全长跨膜蛋白。

跨膜蛋白，如GPCRs、离子通道和病毒包膜蛋白，在天然状态下嵌入脂质双分子层中，其正确结构和功能严重依赖于脂质环境。

传统的表达方式往往导致这些蛋白变性、聚集或功能丧失。而包膜VLP巧妙地解决了这一难题：它通过在生产细胞中共表达病毒核心结构蛋白和目标跨膜蛋白，使得目标蛋白能够自然地嵌入到VLP的脂质包膜中。这种“原位嵌入”方式最大限度地维持了跨膜蛋白的天然构象、正确的膜取向、复杂的翻译后修饰以及其固有的生物学功能，为基于结构的疫苗设计、药物筛选和功能研究提供了高质量的工具。

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作为专注于前沿生物技术服务的提供者，AntibodySystem可提供多款基于VLP技术的重组蛋白，满足疫苗研发、抗体筛选以及功能验证等多种实验需求！

产品验证数据

Immobilized CD20 (VLP)（CAT#AHC90705） can bind Obinutuzumab. The EC50 of CD20 (VLP) is 38.2 ng/ml.

数据验证相关产品
货号	产品名称
AHC90705	Recombinant Human CD20/MS4A1 Protein, C-His-flag (VLP) (Active)
AHC90703	Recombinant Human CD20/MS4A1 Protein, C-His-Flag (Active)
DHC90704	Research Grade Obinutuzumab

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AntibodySystem其他VLP部分相关产品目录：

货号	产品名称
AWB65402	Recombinant Cynomolgus monkey SLC34A2/NaPi2b Protein, C-Flag (Fluorescent VLP)
AHE32802	Recombinant Human ADCYAP1R1 Protein, C-His-Flag (VLP) (Active)
AHE32805	Recombinant Human ADCYAP1R1 Protein, C-His-Flag (VLP) (Active)
AHH31003	Recombinant Human CALCRL & RAMP1 Heterodimer, C-Flag & C-His (VLP) (Active)
AHA68401	Recombinant Human CD133/PROM1 Protein, C-Flag (VLP) (Active)
AHC90704	Recombinant Human CD20/MS4A1 Protein, C-His-flag (Fluorescent VLP) (Active)
AHC90705	Recombinant Human CD20/MS4A1 Protein, C-His-flag (VLP) (Active)
AHJ94804	Recombinant Human CD350/FZD10 Protein, C-Flag (VLP) (Active)
YHF19807	Recombinant Human CLDN18/Claudin-18 Protein, Tag free (VLP) (Active)
AHA19601	Recombinant Human CLDN4/Claudin-4 Protein, N-His & C-Flag (VLP) (Active)
AHF19201	Recombinant Human CLDN6/Claudin-6 Protein, C-Flag (VLP) (Active)
AHB67401	Recombinant Human CLDN9 Protein, C-Flag (Fluorescent VLP) (Active)
AHD46201	Recombinant Human CNR1/CB1 Protein, C-Flag (VLP) (Active)
AHD65901	Recombinant Human EDNRA/ETA/ETRA Protein, N-Flag-His (VLP) (Active)
AHD63002	Recombinant Human EDNRB/ETRB Protein, C-Flag (VLP) (Active)
AHE58704	Recombinant Human GIPR/GIP-R Protein, C-Flag (VLP) (Active)
AHK07701	Recombinant Human GPRC5D Protein, C-Flag (Fluorescent VLP) (Active)
AHB65403	Recombinant Human SLC34A2/NaPi2b Protein, C-His-Flag (VLP) (Active)
AMJ94802	Recombinant Mouse FZD10 Protein, C-Flag (VLP) (Active)
AMB65402	Recombinant Mouse SLC34A2/NaPi2b Protein, C-Flag (Active, Fluorescent VLP)

 

参考文献

1. Nooraei S, Bahrulolum H, Hoseini ZS, et al. Virus-like particles: preparation, immunogenicity and their roles as nanovaccines and drug nanocarriers. Journal of Nanobiotechnology. 2021;19(1).

2. Berreiros-Hortala, H.; Vilchez-Pinto, G.; Diaz-Perales, A.; Garrido-Arandia, M.; Tome-Amat, J. Virus-like Particles as Vaccines for Allergen-Specific Therapy: An Overview of Current Developments. International Journal of Molecular Sciences 2024, 25 (13), 7429–7429.

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