膜蛋白SPR实验:GPCR与化合物互作分析
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发布时间：2024-04-13 17:07
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时间：2024-08-18 15:03
膜蛋白SPR实验：深入解析GPCR与化合物的互动机制
在哺乳动物基因组中，GPCR家族作为庞大的膜蛋白群体，主宰着生命活动的多个关键领域。通过A-F分类法和功能型（如Rhodopsin、Secretin等）划分，这些七跨膜α螺旋结构的受体在受体与配体、G蛋白间的交互作用中发挥着决定性角色。其中，Adhesion类（aGPCRs）更是以其独特的结构域独树一帜。
在药物研发的舞台上，GPCR作为潜在的超370个靶点，已吸引业界瞩目。据统计，92%的针对GPCR的476款药物是小分子，主要聚焦于A类受体，如HRH1。然而，挑战也随之而来，如结构的不稳定性与纯化的复杂性。这时，SPR技术凭借其独特优势崭露头角，无需标记处理即可保持蛋白活性，成为GPCR检测的理想工具。
案例一：rHDL颗粒助力小分子筛选
研究人员利用rHDL颗粒对腺苷A2A受体进行小分子拮抗剂的筛选，对比了DDM胶束与rHDL状态下的差异。NTA芯片作为药筛平台，将受体牢固结合，首次实现了无标记SPR技术测定rHDL重组GPCR与配体的亲和力和结合动力学。Biacore实验的数据一致性得到了强有力的支持，R2=0.9569，这在10°C、NTA传感器芯片与特定缓冲液的条件下得以实现。通过单或多循环注射不同浓度配体，数据采用1:1模型分析，确保了结果的可靠性和重复性。上海科技大学的团队更进一步，构建了高通量A2AR亲和质谱筛选平台，为纯化蛋白或细胞膜成分的高效筛选提供了新途径。
案例二：Affinity MS与SPR的协同作用
实验中，Affinity MS与SPR的结合展示了卓越的性能。2400-mix和4800-mix筛选的结果表现出一致的hits和negatives，而图(b)和(c)揭示了同分异构体的特性。去重后的数据确保了单一hit的准确性，如图(d)所示。通过Biacore的实验，15个A2AR配体得到了确认，其中3288配体表现出高亲和力，实验在10℃、0.1% LMNG和0.02% CHS环境中进行，兼顾活性和实验灵活性。图(a)和(b)展示了Affinity MS与SPR结果的对比，(c)图则深入解析了配体3288的具体数据，提供了详尽的分析视角。
SPR在GPCR研究中的核心价值
SPR技术在GPCR研究中的应用不仅提供了动态和亲和力的宝贵信息，还支持多维度分析。其广泛的温度控制范围适应了各种实验条件，同时兼容去垢剂，还原了真实受体环境。Biacore的高兼容性允许实验者灵活尝试多种策略，单循环动力学设计简化了实验流程，提升了研究效率。
总而言之，SPR技术在GPCR与化合物的互动分析中扮演着不可或缺的角色，它不仅揭示了受体与配体间的精细互动，也为药物研发提供了强有力的支持，推动了GPCR领域的发展。
