NanoTemper Monolith 生物分子互作检测仪

新冠疫情爆发以来，疫苗、中和抗体和新冠药物在抗击新冠感染过程中均做出了重要的贡献。近期随着奥密克戎毒株的冲击，令美国单日新增新冠确诊病例破百万，再一次给全球各国抗击新冠疫情带来了新的挑战。全球科学家和制药企业也正在加速解读不断出现的毒株结构，开发新的药物和疫苗共同抗击新冠感染！新冠病毒对宿主的感染是依赖于病毒Spike（S）蛋白与宿主的受体蛋白ACE2的相互作用。因此，ACE2-S蛋白的复合物结构可以用于指导设计新冠病毒感染的阻断药物。

蛋白降解靶向嵌合体（PROTAC）技术是目前小分子药物研发领域最火热的技术之一。它颠覆了传统药物化学中“占位驱动 (occupancy driven)”的开发理念，借助内源性的泛素蛋白酶体系统有效地特异性降解致病蛋白，尤其是“不可成药（undruggable）”靶点。如此优秀的技术，不但让国内外众多制药巨头和Biotech公司趋之若鹜，更为科学家们打开了新世界的大门。中国科学院司龙龙课题组刚刚在Nature子刊发表了基于PROTAC技术的流感疫苗[1]，沈阳药科大学陈丽霞和李华团队又创造性地将这项技术引入到了中药研究领域，在Acta Pharmaceutica Sinica B（APSB）发表了题为“PROTAC Technology as a Novel Tool to Identify the Target of Lathyrane Diterpenoids”的研究论文 [2]。

使用MST技术检测跨膜蛋白TRKB与脑胆固醇和抗抑郁药物的结合。其中跨膜蛋白TRKB并未纯化，直接将过表达GFP-TRKB的HEK293T细胞裂解后取上清。以GFP-TRKB融合蛋白作为荧光信号源，进行MST检测。

近年来，PROTAC 等靶向蛋白降解技术通过特异性降解致病蛋白的机制，为药物开发提供了具有前景的新策略。但事实上许多非蛋白生物分子在疾病中同样是重要的致病因素，例如脂滴 (Lipid droplets, LDs) 的异常积累就会导致肥胖、心血管疾病、脂肪肝和神经变性等疾病的发生。然而，脂类与蛋白不同，它不能被泛素化，无法被 PROTACs 这样的泛素化依赖技术直接降解，这也为开发 LD 等非蛋白分子的降解技术带来了极大的挑战。

在植物领域的互作研究中，可能会遇到各种困难： 1. 蛋白与小分子互作：植物信号通路研究中常涉及到膜蛋白与离子/激素类等小分子（1kD以下）的互作，分子量差异大，互作检测信噪比低； 2. 难纯化：植物蛋白原核表达后常处于包涵体内，较难提纯；转基因植物蛋白表达量低，难纯化，且植物自发荧光高；GFP融合表达蛋白，无法纯化；体外缓冲液条件下无互作 3. 竞争结合实验：传统的竞争结合实验（Pull Down，BiFC等）操作步骤繁琐，假阳性高，样品消耗量大，且无法定量分析结合同一个目标的两种或以上分子的亲和力； 4. 蛋白质和核酸互作：常规EMSA的检测方法步骤繁琐，且涉及到放射性同位素等有害物质，同时无法进准确定量；RNA易降解； 5. 样品准备周期长，处理繁复，样品珍贵且数量少。传统互作实验样品消耗量大 这些问题均可使用MST分子互作技术一一解决！

植物生长会受到各种复杂多变的逆境条件胁迫，包括干旱、盐碱和低温等。在长期的系统发育过程中，植物也逐渐形成适应、抵抗和忍耐的抗逆性，植物抗逆性机制为当前研究的热点，今天带大家来了解一下，微量热泳动（MicroScale Thermophoresis, MST）互作技术在植物适应逆境的机制研究的应用。

植物在整个生命周期中会经受多种微生物病原的侵袭，包括真菌，细菌，病毒，线虫等，作物约30%的产量损失是由病原体造成的，病害是农业可持续发展面临的主要问题。在植物与病原数百万年的协同进化中，植物与病原的互作经历了很多阶段，为掌握植物与病原互作中的重要信号分子，深入了解植物免疫分子机制，不可避免的要进行分子间互作的检测，今天来看一下为微量热泳动（MicroScale Thermophoresis, MST）分子互作技术在植物抗病方面的应用吧！

颜宁团队与清华大学Jiang Xin团队通过晶体结构解析，对GLUT家族蛋白与抑制剂之间的相互作用进行了深入的探究，并结合Monolith分子互作检测阐明了抑制剂SA47的作用方式，为发现用于治疗开发的 GLUTs 表面抑制剂提供了分子基础。

北京大学毛有东教授团队通过时间分辨冷冻电镜技术，揭示了与去泛素化酶动态调控人源蛋白酶体（proteasome）的机制，并利用Monolith分子互作仪检测了在有底物和无底物的条件下，蛋白酶体26S与USP14的相互作用。