什么是合成Nanodisc?
合成納米盤是小尺寸的盤狀結(jié)構(gòu)體,由細(xì)胞膜磷脂組成,而磷脂則通過(guò)合成聚合物環(huán)結(jié)合在一起。
圖 1:合成納米盤描述
納米盤提供了細(xì)胞膜中天然膜蛋白環(huán)境的可遷移、幾乎一致的復(fù)制品。因此,它們規(guī)避了增溶去污劑的問(wèn)題,使我們能夠在活性狀態(tài)下保持膜蛋白穩(wěn)定或?qū)ζ溥M(jìn)行分離,以便開(kāi)展進(jìn)一步的科學(xué)研究。
有幾種不同的聚合物可用于制造合成納米盤,各有其優(yōu)缺點(diǎn)。
合成聚合物如何形成所需的納米盤?
細(xì)胞膜為最重要的蛋白質(zhì)組之一提供了其所需的環(huán)境:膜蛋白質(zhì)組。膜蛋白分為外周蛋白和整合蛋白兩種,二者均具有一定的疏水性,在正常條件下不易溶解。
問(wèn)題是,當(dāng)這些疏水區(qū)與水或其他親水性介質(zhì)接觸時(shí),膜蛋白的 3D 結(jié)構(gòu)將坍塌,從而失去其功能性。
為避免這種情況發(fā)生,蛋白質(zhì)研究科學(xué)家通常使用去污劑(洗滌劑)來(lái)覆蓋膜蛋白的這些脆弱部分。但由于使用去污劑的方法也有其自身的一系列問(wèn)題,如篩選過(guò)程耗時(shí)長(zhǎng)或3D 結(jié)構(gòu)的干擾等情況。
相比之下,合成聚合物能夠從其單體中形成聚合物鏈,插入所需的目標(biāo)膜蛋白周圍的細(xì)胞膜之中(見(jiàn)圖2,頂部紅線)。像餅干模具(cookie cutter)一樣,將膜蛋白從膜中溶解出來(lái),而聚合物則使膜蛋白在新形成的納米盤中保持穩(wěn)定。
接下來(lái)采用親和層析法精確分離穩(wěn)定的目標(biāo)蛋白,并實(shí)施進(jìn)一步的科學(xué)分析。
圖2:在包含膜蛋白的天然細(xì)胞膜中制備合成納米盤的過(guò)程。下一個(gè)步驟一般為親和層析。