ORB-TXTL：脂质双层包被微球上的无细胞膜蛋白表达

膜蛋白实现了极其广泛的细胞功能，然而，采用标准重构方法对其进行高通量表征仍然十分困难。在此，我们开发了通过无细胞转录与翻译在双层膜中进行珠上重构的方法（On-bead Reconstitution into Bilayers via Cell-free Transcription and Translation, ORB-TXTL），这是一个利用组成可调的脂质双层包覆二氧化硅微珠作为支架，用于无细胞合成交互型膜蛋白和整合膜蛋白的平台。 ORB-TXTL 具有快速的特点，因为仅需数小时即可将膜蛋白整合到微珠上；这些微珠可以经过充分洗涤，并在不同反应缓冲液之间实现无缝转移，从而开展可由标准实验室设备读取的检测，而无需标记或复杂仪器。我们首先表征了机械敏感通道 MscL 的脂质相互作用，随后筛选了 169 种大肠杆菌蛋白，并发现膜整合效率对跨膜结构域数量存在系统性依赖。最后，我们对大肠杆菌磷脂合成通路进行了功能性重构，证明 ORB-TXTL 是一种适用于多酶膜生物化学研究、且成本低廉的实用底盘。

膜蛋白实现了极为广泛的细胞功能，然而，采用标准重构方法对其进行高通量表征仍然十分困难。在此，我们开发了通过无细胞转录与翻译实现珠上双层膜重构的平台（On-bead Reconstitution into Bilayers via Cell-free Transcription and Translation, ORB-TXTL）。该平台采用组成可调的脂质双层包被二氧化硅微珠作为支架，用于承载通过无细胞合成获得的相互作用膜蛋白和整合膜蛋白。

ORB-TXTL 具有较高的速度，因为仅需数小时即可将膜蛋白整合到微珠上；这些微珠可进行充分洗涤，并可在不同反应缓冲液之间无缝转移，从而开展可由标准实验室设备读出的检测，而无需标记和复杂仪器。我们首先表征了机械敏感通道 MscL 的脂质相互作用，随后筛选了 169 种大肠杆菌蛋白，并鉴定出膜整合效率对跨膜结构域数量存在系统性依赖。最后，我们对大肠杆菌磷脂合成通路进行了功能性重构，表明 ORB-TXTL 是一种适用于多酶膜生物化学研究、且成本低廉的实用底盘。

📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.08.26.747166v1?rss=1

🏷️ 无细胞转录翻译 膜蛋白重构 脂质双层微球 高通量筛选 大肠杆菌 磷脂合成通路