SpyTag-nanoschijven maken betrouwbare oppervlakte-plasmonresonantieanalyse van membraaneiwitten mogelijk

In een studie gepubliceerd in Analytische Chemieheeft een onderzoeksteam onder leiding van Wang Junfeng van de Hefei Institutes of Physical Science van de Chinese Academie van Wetenschappen een nieuwe immobilisatiemethode ontwikkeld voor oppervlakte-plasmonresonantie (SPR)-testen van membraaneiwitten, waarmee op effectieve wijze grote technische beperkingen in het veld worden aangepakt.

Membraaneiwitten vormen ongeveer een derde van de menselijke eiwitten en bijna 60% van de doelwitten van medicijnen, en spelen een sleutelrol bij signalering en transport. Het nauwkeurig meten van hun interacties met liganden is essentieel voor het begrijpen van de functie en de ontwikkeling van geneesmiddelen.

Surface Plasmon Resonance (SPR), een gouden standaard, labelvrije techniek, maakt real-time analyse van bindingskinetiek mogelijk. Het toepassen van SPR op membraaneiwitten is echter moeilijk vanwege de uitdagingen bij het stabiel immobiliseren ervan met behoud van hun oorspronkelijke structuur en activiteit.

Om deze uitdaging aan te pakken, heeft het onderzoeksteam het SpyCatcher-SpyTag covalente conjugatiesysteem geïntegreerd met op membraansteigereiwit (MSP) gebaseerde nanodisk-technologie om een ​​eenvoudige, efficiënte en stabiele strategie te ontwikkelen voor het immobiliseren van membraaneiwitten op sensorchips. De aanpak omvat het genereren van een MSP-SpyTag-fusie-eiwit om het doelmembraaneiwit in lipide-nanoschijven te incorporeren.

De resulterende nanoschijven dragen het SpyTag-label, waardoor zeer specifieke en efficiënte opname mogelijk is door SpyCatcher-eiwitten die vooraf zijn geïmmobiliseerd op een CM5-chip via standaard aminekoppeling. Deze methode vergemakkelijkt robuuste en stabiele immobilisatie van membraaneiwitten binnen een bijna-natieve lipideomgeving.

Met behulp van deze aanpak voerde het team SPR-analyse uit op drie representatieve typen membraaneiwitinteracties: eiwit-lipide, transmembraaneiwit-antilichaam en transmembraaneiwit-klein molecuul. De methode genereerde consistent SPR-gegevens van hoge kwaliteit, waardoor nauwkeurige kwantificering van bindingskinetiek en affiniteiten mogelijk werd.

Deze nieuwe aanpak pakt effectief de belangrijkste knelpunten van de SPR-technologie in membraaneiwitstudies aan, en biedt aanzienlijke mogelijkheden voor het bevorderen van membraaneiwitonderzoek en de ontdekking van geneesmiddelen.