DimAb?先導抗體分子

多跨膜蛋白由于存在跨膜區的疏水結構域，在體外容易聚合，使得其在體外難以保持其正確的天然空間構象，從而影響蛋白的正常功能。因此如何讓膜蛋白在體外仍保持其天然構象，是膜蛋白表達純化過程中面臨的重要問題。另外如何提高蛋白純度，也是需要解決的問題之一。

Nanodisc為這些問題提供了一個可行的解決方案。

Nanodisc中文名稱為納米磷脂盤或納米圓盤，該平臺利用具有疏水和親水雙重特性的物質作為穩定劑，穩定劑朝向內部脂層的疏水面可將膜蛋白整合到Nanodisc中，維持膜蛋白的天然空間構象和活性。同時，朝外的親水面使得Nanodisc在水溶液中具有很高的溶解度和穩定性。

Nanodisc平臺高效而溫和地輔助膜蛋白的提取和保持其構象，為提取出來的膜蛋白提供一個穩定環境使它們繼續工作，同時該平臺能夠獲得的蛋白純度更高，應用更廣。使得進一步研究跨膜蛋白與拮抗劑，激動劑，G蛋白等其他配體的相互作用不再受限。

這篇文章中，我們將詳細介紹Nanodisc平臺。

根據穩定劑的不同，可將Nanodisc分為不同類型: MSP nanodisc and Synthetic nanodisc.

MSP Nanodisc

Synthetic Nanodisc

MSP nanodisc使用Membrane scaffold proteins（MSPs）作為穩定劑，包裹人工磷脂成分和跨膜蛋白，形成一個納米圓盤。所形成的納米圓盤的大小由所選用的MSPs決定。其制備過程通常有兩種形式：

1. 組裝溶解在去垢劑中的膜蛋白

在去垢劑存在的條件下將膜蛋白純化，然后添加MSPs和磷脂。膜蛋白、MSPs和磷脂能夠自發地組裝成為nanodisc，去除掉去垢劑后可以通過尺寸排阻色譜或親和純化等方式來純化。下圖以A_2AR蛋白為例，闡述具體過程。

Nanodisc的組裝（數據來源：Probing Membrane Protein Assembly into Nanodiscs by In Situ Dynamic Light Scattering: A2A Receptor as a Case Study.)

2. Nanodisc與無細胞表達體系相結合

將組裝好的納米圓盤加入到無細胞反應體系中。從表達質粒開始，膜蛋白可以在無細胞系統中產生并自發整合到納米圓盤中。

合成納米盤的組裝起始于完整的細胞。它利用合成的聚合物溶解細胞膜，同時利用原生細胞磷脂在膜蛋白周圍形成納米盤結構。聚合物同時作為增溶劑和穩定劑。因此，不需要額外的去垢劑。

以下表格是兩種Nanodisc的差異：

Synthetic Nanodisc的優勢

1.省略了MSP nanodisc去垢劑以及磷脂的篩選過程，縮短了研發周期。

2. Synthetic Nanodisc使用的合成聚合物是非蛋白成分，相比較MSP納米盤而言，具有更高的純度。