免纯化微量热泳动(Microscale Thermophoresis, MST)和细胞热迁移(Cell Thermal Shift Assay, CETSA)是两种在分子互作研究中广泛应用的生物物理技术,它们各自具有独特的优势和应用场景。
一、免纯化微量热泳动(MST)
1.原理:
MST技术是一种基于检测在温度梯度中的生物分子电泳迁移率变化来检测生物分子间结合、解离过程的技术。将其中一个互作分子(大多是蛋白)标记荧光染料或融合GFP标签,将标记蛋白和配体分子按照特定的浓度梯度置于毛细管中,红外激光加热产生一个微观的温度梯度场,引起热泳动,其水化层、分子大小、电荷等分子性质会随着热泳动发生改变,进而引起反应体系中荧光分布的变化。MST仪器通过记录激光器打开前、打开期间和打开后处于温度梯度中的样品内部红外激光照射区域的荧光变化情况,从而实现较短时间的测定。
2.应用:
无需纯化:MST技术可以直接使用细胞裂解液中的蛋白进行实验,无需对蛋白进行纯化,这对于难以纯化或不稳定的蛋白尤为重要。
高灵敏度:MST技术能够检测小分子与蛋白的相互作用,包括离子与蛋白的互作,且不受蛋白与小分子分子量比值的限制。
保持蛋白天然构象:MST技术无需将蛋白固定在固相载体上,可以更好地保持蛋白的天然构象,有利于进行蛋白分子互作实验。
快速评估:MST技术可以快速评估不同化合物对靶蛋白的作用效应,并确定其结合亲和力(Kd值)。
二、细胞热迁移(CETSA)
1.原理:
CETSA技术基于蛋白质与溶液中的小分子化合物相互作用时,蛋白质的热稳定性会发生变化的原理。将细胞或组织样品暴露在不同的温度下,然后用西方印迹或液质联用等方法来检测特定蛋白质的热稳定性。蛋白质被分解或失活只会在其热不稳定的温度范围内发生,这个温度范围因蛋白质而异。
2.应用:
无需纯化:CETSA技术可以在细胞或组织水平上直接检测蛋白质的热稳定性,无需对蛋白质进行纯化。
靶点筛选:CETSA技术可用于筛选化合物的靶点,评估药物的效果并鉴定药物与蛋白质之间的相互作用。
实验步骤简单:CETSA实验的步骤相对简单,包括将细胞或组织样品暴露于药物或小分子化合物、加热样品至不同温度、检测特定蛋白质的热稳定性等步骤。
综上所述,免纯化微量热泳动(MST)和细胞热迁移(CETSA)在分子互作研究中具有广泛的应用前景和重要的实用价值。