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NanoTemper案例分享 | MST解析RAS/RAF复合物结构，提供KRAS抑制剂开发新思路
研究背景
RAF激酶家族是 RAS-RAF-MEK-ERK 信号级联（MAPK信号）的核心组成部分，可传导细胞增殖、分化等信号。RAF在细胞质中保持自我抑制状态，并通过活化的RAS募集到质膜，被激活后进行信号传递。该信号通路异常通常会导致癌症发生。尽管对KRAS/RAF识别有比较详细的了解，但这种相互作用如何导致RAF激活仍不清楚。研究中涉及到不同激活状态的RAF复合物和RAS结合，互作体系中将含有到3个及以上的分子，传统的方法很难获得准确互作结果。这次我们带来的这篇文献讲述美国丹娜-法伯癌症研究所的工作人员使用MST技术来解析RAF蛋白激活和与RAS互作的关系。
https://doi.org/10.1038/s41467-023-40299-6IF: 16.6 Q1
研究内容
先前对KRAS与RAF的结构研究主要集中在RAF的两个结构域：富含半胱氨酸结构域CRD和RAS结合结构域RBD。为了更好的了解二者的结合以及RAF的激活，作者分析了在MEK1和14-33二聚体的自抑制状态下，KRAS与完整BRAF结合的冷冻电镜结构，并使用MST技术检测不同状态RAF与KRAS亲和力。综合其他实验发现，KRAS结合不足以激活BRAF，说明了RAS结合和激活RAF是可分离的，并提出小分子抑制剂的新思路。
研究结果
为了探究RBD对KRAS结合的可及性，作者使用MST技术检测了不同结构域的RAF与KRAS亲和力。单独的RBD结构域的亲和力最强（26nM）,表明RBD结构域是RAF和KRAS结合的主要区域。此外，通过MST技术检测了RAS蛋白与自抑制（Autoinhibited）和活性状态（Active dimmer）下全长BRAF的亲和力。结果显明，二者亲和力相似（126nM/108nM），也就是RAF在自抑制状态下，RBD参与结合KRAS没有任何空间障碍。在获得自抑制或活性状态时，需将RAF蛋白与MEK或者14-3-3二聚体形成复合物，再检测与KRAS互作。MST技术无需固定样品，避免固定过程对复合物的影响，并且在溶液条件下检测，保证互作分子达到结合解离平衡状态，从而获得更加准确的Kd值。
图：MST检测KRAS和BRAF片段或者复合体的亲和力
技术优势
MST技术是在溶液中进行的检测，无需固定操作，能够使靶标蛋白或者复合物保持稳定状态，在涉及到复合物或者多元互作时，可获得更加准确的亲和力结果。
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