CIQTEK EPR200M позволяет проводить рецензируемые исследования мембран тау-белка в Университете Бордо, Франция.

Основные выводы и краткий обзор ценности

Понимание того, как внутренне неупорядоченные белки взаимодействуют с биологическими мембранами, является давней проблемой в биофизике. В недавнем исследовании, опубликованном в [название журнала], Биофизическая химия (2026, 329:107550), Доктор Янн Фишу и его команда в Университет Бордо, Франция разработал надежный количественная ЭПР-спектроскопия метод прямого измерения Взаимодействие белка Тау с липидами Их подход не основан на косвенных зондах или относительных сигналах флуоресценции, что позволяет проводить точную, абсолютную количественную оценку как свободных, так и связанных с мембраной популяций белков.

Используя Настольный ЭПР-спектрометр X-диапазона CIQTEK EPR200M Команда количественно определила характер связывания. Белок Тау Эта работа, проведенная на отрицательно заряженных липидных мембранах, позволила определить абсолютные концентрации свободных и связанных белковых популяций и установить сродство связывания с минимальными экспериментальными затратами. Она не только раскрывает ключевые механистические аспекты взаимодействия белка Тау с мембраной, но и демонстрирует возможности данного метода. CW EPR для количественного анализа в сложных биологических системах.

Введение: Почему количественная оценка белково-липидных взаимодействий так сложна

Взаимодействие белков и липидов играет центральную роль в клеточной сигнализации, организации мембран и агрегации патологических белков. При нейродегенеративных заболеваниях, таких как болезнь Альцгеймера, взаимодействие между белком Тау и клеточными мембранами считается критически важным ранним событием, запускающим патологическую агрегацию.

Несмотря на свою важность, количественная характеристика этих взаимодействий остается сложной задачей. Биологические мембраны гетерогенны, динамичны и очень чувствительны к экспериментальным условиям. Сами взаимодействия часто слабые, кратковременные и включают множество конформационных состояний. Традиционные методы, такие как флуоресцентный или колориметрический анализ, обычно дают относительные сигналы и требуют построения калибровочных кривых, что вносит дополнительную неопределенность.

ЭПР-спектроскопия Предлагается принципиально иной подход. Путем непосредственного исследования динамики молекул с мечеными спинами, количественная ЭПР Это позволяет получить чувствительное и точное представление о молекулярном движении, связывании и конформационных ограничениях, что дает возможность точно определять взаимодействия белок-липид.

От формы спектральных линий до динамики молекулярного связывания

Белок тау является внутренне неупорядоченным белком, и его взаимодействие с липидными мембранами включает в себя незначительные изменения молекулярной подвижности, а не масштабные структурные перестройки. Это делает его особенно важным. CW EPR особенно хорошо подходит для решения данной проблемы.

Белок Тау был помечен специфическим образом с использованием направленного спинового мечения (SDSL). Спектры ЭПР в непрерывном режиме были получены на CIQTEK EPR200M при комнатной температуре и 150 К, при этом увеличивая концентрацию многослойных везикул POPS (MLV).

Свободный белок Тау демонстрирует узкий, симметричный трехлинейный спектр, соответствующий быстрому изотропному движению (τc ≈ 0,383 нс), характерному для белков с внутренней неупорядоченной структурой. По мере увеличения концентрации POPS расширение спектра и увеличение времени корреляции вращения (до 2,25 нс) указывают на постепенное ограничение движения белка Тау при связывании с мембраной.

Рисунок 1. (A) Спектры CW-EPR при комнатной температуре для меченого спином белка Тау в процессе титрования с возрастающими концентрациями POPS MLV, демонстрирующие постепенные изменения формы линии.
(B) Спектры ЭПР в замороженном состоянии (150 К) и моделирование меченого спином белка Тау в отсутствие (синий) и присутствии (красный) 25 мМ POPS MLV.
(C) Спектр ЭПР мономеров Тау при комнатной температуре в свободной среде.
(D) Спектр ЭПР мономеров Тау при комнатной температуре в ограниченной среде. Концентрация Тау составляла 50 мкМ. Свободная среда соответствует Тау в буфере, а ограниченная среда — Тау в растворе, содержащем МЛВ.

Абсолютное количественное определение с помощью двухкомпонентной спектральной деконволюции

Ключевым достижением этой работы является использование интенсивности сигнала ЭПР для абсолютного количественного определения. Интенсивность сигнала прямо пропорциональна количеству неспаренных электронов, что позволяет точно определять концентрации свободного и связанного белка без использования калибровочных стандартов.

Благодаря высокой стабильности базовой линии и соотношению сигнал/шум CIQTEK EPR200M Экспериментальные спектры были линейно разложены на свободные и связанные с мембраной компоненты. Эта двухкомпонентная деконволюция позволяет рассчитать абсолютные концентрации белка, обеспечивая прочную основу для построения моделей связывания типа Хилла и определения кажущихся констант диссоциации (K_D).

Рисунок 2. (A) Экспериментальные спектры ЭПР меченого спином белка Тау при различных концентрациях POPS (черный цвет) и соответствующие результаты моделирования с наилучшим соответствием (от синего к красному).
(B) Пример спектрального разложения на свободные (синие) и связанные (оранжевые закрашенные) компоненты.

Минималистичная стратегия для быстрого и точного определения предпочтений.

Анализ распространения ошибок позволил определить оптимальные условия для точного определения K_D: когда примерно половина популяции Тау связана (θ ≈ 0,4–0,6), экспериментальная неопределенность минимизируется. Однократное измерение ЭПР с использованием EPR200M Этого достаточно для получения кажущихся констант диссоциации, соответствующих результатам полного титрования, что сокращает как время эксперимента, так и расход ценного образца.

Надежная работа, которой доверяют пользователи по всему миру.

Он CIQTEK EPR200M Демонстрирует стабильную работу в микроволновом режиме, чувствительное обнаружение и надежную работу при комнатной температуре. Эти характеристики обеспечивают воспроизводимое получение данных для сложных биологических образцов, от динамики при комнатной температуре до анализа сверхтонких структур при низких температурах.

Успешное применение прибора CIQTEK в Университете Бордо подтверждает, что инструменты CIQTEK обеспечивают надежную поддержку передовых исследований в области биологических наук в Европе и во всем мире.

Решения CIQTEK EPR для количественных исследований

CIQTEK предлагает широкий спектр услуг. Приборы ЭПР :

• Системы непрерывного и импульсного действия в X-диапазоне Настольные или напольные, совместимые с модулями, обеспечивающими регулируемую температуру, освещение, электрохимические процессы и работу непосредственно на месте.

• Системы с высоким полем в Q- и W-диапазонах : более высокие магнитные поля и спектральное разрешение для исследований материалов, квантовых состояний и передовых биофизических процессов.

Обладая доказанной эффективностью, Приборы ЭПР CIQTEK установлены по всей территории Европа, Северная Америка и Азия , оказывая поддержку сотням исследовательских лабораторий и промышленных партнеров по всему миру.