Können Nanodiscs zur Untersuchung der Membranenergetik verwendet werden?

Nanodiscs sind eine sehr leistungsfähige Technologie für Membranproteine, die im Labor von Stephen Sligar an der University of Illinois erfunden wurden. Eine Nanoscheibe besteht aus einem Membranprotein, Lipiden und zwei Monomeren eines „Gerüstproteins“. Das am häufigsten verwendete Gerüstprotein ist eine N-terminale Verkürzung von Apolipoprotein A-1 (apoA-1), das die primäre Proteinkomponente von High-Density-Lipoprotein (HDL)-Partikeln ist. Da die Größe des Gerüstproteins jedoch die Größe der Nanoscheibe bestimmt, könnten Membranproteine ​​mit unterschiedlicher Größe unterschiedliche Arten von Gerüstproteinen erfordern.

Die Rekonstitution eines Membranproteins in eine Lipidscheibe ist ein selbstorganisierter Prozess. Die Reaktion besteht darin, das in Detergens solubilisierte Membranprotein mit Lipiden (die je nach Protein ausgewählt werden können) und dem Gerüstprotein zu mischen. Das Entfernen des Reinigungsmittels (z. B. unter Verwendung von Bio-Beads™ SM-2 Resin) startet den Selbstmontageprozess und die Nanoscheiben werden hergestellt.

Nanodiscs bieten eine Umgebung, in der Membranproteine ​​in einer nativen Phospholipid-Doppelschicht stabil und mit wässrigen Umgebungen kompatibel sind. Die wässrige Umgebung macht Membranproteine ​​kompatibel mit analytischen Methoden, die primär auf die Untersuchung löslicher Proteine ​​beschränkt waren. Die wählbare und optimierbare Lipidumgebung hält das Membranprotein stabil, monodispers und aktiv. Die Stöchiometrie des Proteins kann ebenfalls gesteuert werden. Im Vergleich zu Nanoscheiben sind Liposomen groß, instabil und mit genau kontrollierter Größe und Stöchiometrie schwierig herzustellen.

Mehrere Membranproteine ​​wurden nun zu Nanoscheiben rekonstituiert und für verschiedene Arten von Studien verwendet, beispielsweise zur Untersuchung von Ligandenaffinitäten und -kinetiken, für NMR, zur Untersuchung des Proteinassoziationszustands, von Signaleigenschaften und Ionenkanälen ( http://molsense.com/ Anwendungen/trubind-at-work/ion-channel-inhibitors/ ).

http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0014579309007960