Ученые разработали новый метод анализа мембранных белков

Исследовательская группа под руководством Ван Цзюньфэна из Хэфэйского института физических наук Китайской академии наук разработала новый метод иммобилизации для анализа мембранных белков с помощью поверхностного плазмонного резонанса (ППР), эффективно решающий основные технические ограничения в этой области. Исследование опубликовано в журнале Analytical Chemistry.

Мембранные белки составляют около трети всех человеческих белков и почти 60% мишеней для лекарственных препаратов, играя ключевую роль в сигнальных процессах и транспорте. Точное измерение их взаимодействий с лигандами имеет важное значение для понимания функций и разработки лекарств.

Поверхностный плазмонный резонанс, являющийся «золотым стандартом» безындикаторной техники, позволяет проводить анализ кинетики связывания в реальном времени. Однако применение ППР к мембранным белкам затруднено из-за проблем с их стабильной иммобилизацией при сохранении нативной структуры и активности.

Для решения этой проблемы исследовательская группа интегрировала систему ковалентного связывания SpyCatcher-SpyTag с технологией нанодисков на основе мембранных скаффолд-белков (MSP), разработав простую, эффективную и стабильную стратегию иммобилизации мембранных белков на сенсорных чипах. Этот подход предполагает генерацию фьюжн-белка MSP-SpyTag для включения целевого мембранного белка в липидные нанодиски.

Полученные нанодиски несут метку SpyTag, что позволяет осуществлять высокоспецифичный и эффективный захват белками SpyCatcher, предварительно иммобилизованными на чипе CM5 с помощью стандартного аминного связывания. Этот метод обеспечивает надежную и стабильную иммобилизацию мембранных белков в почти нативной липидной среде.

Используя этот подход, команда провела ППР-анализ трех репрезентативных типов взаимодействий мембранных белков: белок–липид, трансмембранный белок–антитело и трансмембранный белок–малая молекула. Метод последовательно генерировал высококачественные данные ППР, позволяя точно количественно определять кинетику связывания и аффинность.

Этот новый подход эффективно решает ключевые узкие места технологии ППР в исследованиях мембранных белков и имеет значительный потенциал для продвижения исследований мембранных белков и открытия лекарств.

Мембранные белки представляют особый интерес для фармацевтической промышленности — более половины современных лекарств нацелены именно на них. Разработка методов, позволяющих изучать их в условиях, близких к естественным, может значительно ускорить процесс создания новых препаратов.