蛋白质组学

OpenSPR 磷脂动力学分析数据助力心脏健康研究!

 

      在北美,西方饮食主要是高脂肪,糖和盐的摄入;在很多情况下,这些因素会导致肥胖,心血管疾病和糖尿病。重要的是,线粒体通过调节各种糖酵解化合物,包括脂肪酸和丙酮酸,用于随后的ATP生成,在生理学中发挥关键的稳态作用;必须指出的是,这些基本代谢过程的失调会导致上述疾病。线粒体相关的磷脂酰基链进行重构,即心磷脂(CL)酰基链的重构,会导致基本的心脏代谢过程的功能退化,但这一过程的精确分子机制仍然难以捉摸。在这个新出版的文章中,东卡罗来纳大学的Tonya N. Zeczycki博士等人使用了OpenSPR局部表面等离子共振技术,为他们提供了他们发现所需的关键结合数据。并将数据发布在the Journal of Biological Chemistry 上,标题为:“Docosahexaenoic acid lowers cardiac mitochondrial enzyme activity by replacing linoleic acid in the phospholipidome ”,OpenSPR获得的结合数证明了DHA水平的升高可能通过减少心脏线粒体酶的活性而导致各种代谢疾病。

 

 

【摘要】

        磷脂酰基链通过直接结合与一系列的跨膜酶和膜相关酶的调控有关。在结合的时,亚油酸(LA)和心磷脂(CL)在与电子传递链(ETC)的某些酶组分进行此类调节活动时发挥作用;主要相互作用物是蛋白质complex I,III-V和活动的细胞色素c 。庆幸的是,ETC的这些蛋白质-脂质相互作用给予了绝对重要的代谢稳定。然而,在线粒体的磷脂结构中,酰基链重构现象可能导致不幸的功能障碍,并可能导致各种代谢疾病。CL约占线粒体质量的15-20%,被认为是异常酰基链重构现象的主要参与者。

      此外,二十二碳六烯酸(DHA),是一种omega-3脂肪酸,已经被广泛的研究和推广,作为黄斑变性、神经炎症、神经退化和心血管疾病危险因素的改善因;相比之下,这里的研究人员认为,在高水平下,DHA可能有助于减少心脏线粒体活动,从而导致代谢功能紊乱。

       在这篇文章中,研究人员构建了类似于线粒体内膜组成的仿生线粒体大单层囊泡(LUV)。按特性,选择检测了含(18:2)4CL 和(22:6)4CL结构的LUVs与ETC跨膜蛋白的complex IV的相互作用,暴露于膳食DHA的鼠类的(22:6)4CL 水平升高。还应该注意的是,在进行生物物理研究之前,研究人员观察到暴露于DHA后的complex IV活性变低。研究结果表明,由重构的(22:6)4CL构建的LUV与complexIV的结合明显不同于与未重构的(18:2)4CL构建的LUV的结合。

        OpenSPR 动力学检测结构表明,complex IV的CL特异性结合位点不能结合重构的(22:6)4 CL;应注意的是,这些结合位点被认为是高亲和力位点。

 

OpenSPR在此项研究中的关键作用

      利用表面等离子共振(SPR)测定了带不同成分的CL的LUVs和complex IV的相互作用,将溶液中的complex IV固定在羧基传感器上,并在OpenSPR仪器上进行了蛋白质-脂质实验。通过使用OpenSPR,研究人员能够确定(18:2)4CL和(22:6)4CL的 LUV与固定化complex IV之间相互作用的动力学数据(结合和解离速率常数,平衡常数和亲和力)。SPR结合曲线显示(18:2)4 CL型 LUVs在与complexIV之间存在有效的相互作用,并且平衡解离常数(KD)为1.8μM。显著的是 (22:6)4 CL型LUVs和complexIV之间检测不到结合,结果表明complex IV结合位点不能结合重构的CL。还需要注意的是,在引入亚油酸后,complex IV的酶功能得以恢复。据此,这项研究的结果表明,心脏组织中DHA水平的升高可能会导致ETC酶功能的丧失,从而导致许多代谢疾病的发展。通过使用OpenSPR,研究人员能够从他们自己的实验室平台获得SPR数据,从而加速他们的研究,并更快地发表他们的发现。

 

为什么SPR对发表文章至关重要?OpenSPR如何提供帮助?

       SPR是一项无标记的检测技术,研究人员可以定量分析两种生物分子之间的结合。 SPR技术使我们能够确定相互作用的kon,koff和KD,与仅提供终点测量的其他技术(如下拉测定)相比,更能深入了解分子间的相互作用。 SPR不仅对于发表文章是必要的,而且对于许多医学和医学研究领域的发展也是必要的,如下图所示,近几年,依靠SPR数据发表的文章数量呈显著增长。

 

 

      OpenSPR是用户友好及低维护成本的、“低技术门槛”的下一代SPR解决方案的技术,目前已有数百名研究人员在使用。通过触手可及的LSPR技术,您不但可以获得所需的高质量数据,同时加快您的研究和发文章的速度!

 

Nicoya OpenSPR分子互作在心血管疾病研究中的优势:

• 操作简单---1小时即可掌控;

• 完整动力学参数检测---Ka,Kd,KD;

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