膜蛋白研究中表面等离子体共振(SPR)技术的应用进展.pdf

主堡塞墼塑堕廑瘟童堂筮查!!!!至!旦筮!!鲞筮!塑生!!!!堕!兰!P竺!!!!!竺!!!!!竺!型!!!!!!!!：!!：塑!：! ．综述． 膜蛋白研究中表面等离子体共振(SPR) 技术的应用进展 王娇，胡秦，李泽琳，曾毅 膜蛋白是一类能与生物膜结合或整合的蛋白质，承担着 用到对与RNA特异性结合的多肽和蛋白质的筛选。此外， 细胞内外物质交换、信号转导和调控等多种重要的生物学功 能，是生物膜功能的主要执行者。膜蛋白依据结构和功能的 不同可分为内在膜蛋白、外在膜蛋白和膜锚定蛋白，其中内 在膜蛋白占膜蛋白总数的70％～80％。膜蛋白是目前最重合”】。Park等以EGFP作为工具蛋白，验证了半胱氨酸标签 要的药物靶标，其靶向药物约占市场约物的50％以上…。 捕获抗体的可行性；进一步实验发现蛋白多聚体在芯片表面 然而膜蛋白的研究还面临诸多困难：(1)膜蛋白的丰度低、疏 有序排列，且比单聚体具有更强的吸附能力m1。利用逆转录 水性强，膜蛋白的表达和鉴定难度大；(2)膜蛋白的稳定性和 病毒的出膜特性，使膜蛋白表达在病毒样颗粒表面，并将之 功能受两亲性环境影响，一般蛋白质分析手段中使用的增溶 与生物芯片偶联，用于检测HIV一1病毒gpl20与细胞膜受体 剂很容易破坏膜蛋白的结构和功能。 结构的缺点，也避免了使用增溶剂和纯化过程。 1 表面等离子体共振(SPR)技术——应用于膜蛋白研究的 1．2 提供天然的膜环境或拟膜环境 保持膜蛋白的活性构 关键技术 型，除了选择合适的芯片偶联方式，更重要的是在芯片表面 1．1 膜蛋白在传感芯片表面的偶联方式 为了能够快速、 构建具有机械稳定性的脂质双分子层，使膜蛋白与生物分子 定量的筛选与膜蛋白结合的配体以及识别与免疫和肿瘤相 之间的作用处于与天然生物膜相似的膜环境中。BIAcore“ 关的膜结合生物标志物，反应中的膜蛋白必须具有生物活 系统的L1和HPA传感芯片通过金膜表面附着的亲脂性葡 性。通过芯片表面葡聚糖直接偶联的方式可能影响膜蛋白 聚糖化合物捕捉疏水性的脂质体。，形成磷脂双分子层或单脂 质体结构，可实现对膜蛋白与其结合物相互作用的分析¨o。 的结构和功能。包被Ni“活化次氨基三乙酸(NTA)或链霉 素(SA)的传感芯片，分别通过金属螯合和链霉亲和素偶联 带有组氨酸(His)或生物素标记的蛋白。这两种偶联方式不膜进行MMP．3和CD，。的配体筛选时，可有效减少受体和配 仅保持了膜蛋白的生物活性，而且提高了偶联蛋白的特异 体的非特异性吸附，其中对MMP一3的检测限可达到0．14 nM-9 性。Maalouli等将金属膜表面共价连接金属复合物的单分子 膜，利用其结合带有His标签且具有分子取向的多肽¨。。该 (SAM．MHDA)芯片，表现出良好的信噪比且芯片单位面积结 合的蛋白分子分别是Cl和CM5芯片的1．7和10倍¨…。这 方法证明修饰后的SPR界面结合带有His标签多肽的特异 类对生物芯片的改造不仅实现了对膜蛋白一生物分子相互作 性提高。Mizugucho等将生物素化的表皮生长因子固定于 SA芯片表面用以结合表皮生长因子受体的细胞外区域。实 用环境的尽可能模拟，更提高了检测灵敏度和结合特异性。 验中的生长因子受体存在于完整的细胞上，未经裂解和纯 1．3 SPR技术在膜蛋白研究的转折点——纳米材料的应用 化，结果证实这种偶联方式的特异性良好，可作为膜受体特 膜蛋白研究领域中一个重要的方向是高通量筛选与膜蛋 异性药物筛选模型[31。Anrer等在分析SARS核衣壳蛋白和白结合的生物分子和药物，现有的SPR传感设备已经可以进 RNA相互作用的实验中先将生物素化的DNA固定于SA芯行96～