布魯克:NMR、MS和SPR在蛋白質-配體分析中的應用
表面等離子體共振(SPR)分析是一種光學檢測方法,用于研究配體結合與膜蛋白的相互作用,這是藥物研究與開發的主要目標。在進行生物分子相互作用的親和力與動力學測量時,該技術能提供顯著的益處。由于SPR只能進行結合過程的分析,已經開發了將SPR與質譜(MS)和核磁共振(NMR)波譜相結合的技術,從而也可以對結合分子進行檢測。
在日本的埼玉大學,Deepti Diwan和來自材料科學研究所的同事利用核磁共振(NMR)、MS和SPR來研究多價結合對蛋白質-糖類相互作用特異性的影響。研究中使用了Bruker提供的幾種儀器,包括AV400 + Cryo波譜儀、AVANCE 500波譜儀和Autoflex III波譜儀。后者可進行基質輔助激光解吸/電離飛行時間質譜(MALDI-TOF-MS)分析,當目標生物分子易碎且易于用替代電離技術裂解時使用。
蛋白質-糖相互作用使得在重要的生理過程(如受精、發育和免疫應答)中發生重要的細胞間識別事件。這種反應通常是很弱的,但會被所謂的“糖簇效應”放大,聚糖類的多價效應是由于沿著聚合物骨架密集堆積的糖類引起的。
除了增強蛋白質-糖相互作用的親和力外,多價性還會引起凝集等其它現象。因此,具有顯著多價性的合成糖共聚物作為生物醫學應用中的潛在工具變得頗具吸引力。
據《分子》雜志報道,Diwan及其團隊合成了甘露糖苷作為一種新型糖基化單體,使用自由基聚合制備了它的聚合物、化合物8a和8b。對于聚合反應,使用H-NMR波譜來估測產物的聚合度以確定共聚物成分。NMR波譜分析也被用來確定合成糖基單體以及糖基共聚物的化學結構。
通過利用SPR檢測獲得實時結合波譜,研究小組研究了合成糖基共聚物與甘露糖/葡萄糖結合蛋白、刀豆球蛋白A(Con A)之間的相互作用。為了測試Con A-糖基共聚物的相互作用,將凝集素固定在羧甲基葡聚糖包覆(CM5)傳感器芯片的傳感器表面上,并使用聚合物8a和8b作為分析物。
結果表明,隨著糖基共聚物濃度的增加,Con A的螯合作用增強。所合成聚合物的動力學親和力對凝集素顯示出強烈的、特異性分子識別能力。
進一步的分析表明,由于其結合化學計量學、結合率、效價以及Con A簇的穩定性,甘露糖殘基成為增強多種相互作用的主要因素。
研究人員寫道,“我們預期,這種合成支架將提供新的手段,以確定多價配體的結構,以及凝集素-聚糖相互作用中特定功能的結合表位密度。”
(責任編輯:金利儀器lyh)