儀器信息網(wǎng)專訪報道：重新認識分子互作

分子相互作用分析儀是一種用于研究分子間相互作用的重要工具，在生命科學、臨床醫(yī)學、環(huán)境檢測、藥物研究等多個領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用。近年來，研究分子間相互作用的技術(shù)層出不窮，進而分子互作儀器市場的品牌得以豐富。NanoTemper公司自2010年以來，推出包括基于微量熱泳動技術(shù)、光譜位移技術(shù)的多款分子互作儀。

儀器信息網(wǎng)以熱點“不可成藥”為話題，向NanoTemper公司技術(shù)專家進行了采訪。下面，讓我們來一起聽聽專家對這項熱點話題的解讀，并帶我們重新了解分子互作儀。

Q1：請回顧一下貴公司分子互作儀技術(shù)的發(fā)展歷程

NanoTemper公司于2010年推出了第一款基于微量熱泳動技術(shù)的檢測儀器Monolith NT.115（圖1）。用于分子間相互作用分析的微量熱泳動技術(shù)（MST）來源于一種物理現(xiàn)象，熱泳動或稱為Ludwig-Soret效應(yīng)。該現(xiàn)象于1856年由生理學家Carl Ludwig和物理學家及化學家Charles Soret所發(fā)現(xiàn)。他們觀察到溶液中的分子會在溫度梯度場中定向移動，但對這一現(xiàn)象的了解甚少。Stefan Duhr和Philipp Baaske在慕尼黑大學攻讀PhD期間闡明了熱泳動的理論基礎(chǔ),由此獲得了兩項專利并于2008年創(chuàng)辦NanoTemper Technologies公司。

隨著工業(yè)用戶的增多，對高通量檢測的需求越來越迫切。NanoTemper公司于2014年推出了自動化的檢測儀器Monolith NT.Automated (圖2)。在第一款Monolith NT.115上市10年之際，即2020年，NanoTemper公司基于用戶的反饋對該產(chǎn)品線進行了全面升級，推出了全新的Monolith系列儀器（圖3）。

2022年NanoTemper公司再次推出了首個基于光譜位移技術(shù)(Spectral Shift)的親和力篩選平臺Dianthus（圖4）。與微量熱泳動技術(shù)一樣，光譜位移技術(shù)需要對其中一個分子進行熒光標記，然后將其與梯度稀釋的配體混勻。而在檢測時則直接使用590nm的光激發(fā)樣品，儀器會同時監(jiān)測雙波長（650nm和670nm）下配體結(jié)合引起的光譜位移，通過雙波長的熒光強度比值與配體濃度擬合，僅需1分鐘即可精確計算樣品間的kd值。此外，搭載光譜位移技術(shù)(Spectral Shift)的全新Monolith X(圖5)很快也將和大家見面。

Q2：當前貴公司主推的產(chǎn)品有哪些？?相較于市場上其他產(chǎn)品有何技術(shù)優(yōu)勢？

目前我們公司主推的產(chǎn)品有基于光譜位移技術(shù)(Spectral Shift)的親和力篩選平臺Dianthus以及整合微量差示掃描熒光技術(shù)(nanoDSF),背反射技術(shù)(Backreflection)，動態(tài)光散射技術(shù)(DLS)和靜態(tài)光散射技術(shù)(SLS)的多參數(shù)蛋白穩(wěn)定性分析儀Panta。

對于大分子相互作用分析，我們的光譜位移技術(shù)檢測一個kd僅需1min，檢測不依賴于樣品的分子量，無需擔心分子量過低導致信噪比差或檢測不到結(jié)合。無需固定樣品，直接在溶液中進行檢測，非常適用于多元結(jié)合或共價結(jié)合檢測。

而微量熱泳動技術(shù)則可以選配不同的熒光檢測通道，通過融合表達熒光蛋白如GFP或特異性標記His-tag的染料實現(xiàn)免純化檢測，直接在裂解液中檢測樣品的親和力?；蛘咄ㄟ^UV檢測器基于蛋白內(nèi)源熒光進行無標記檢測。此外，我們公司的產(chǎn)品還有一個特點，就是完全沒有液流系統(tǒng)，無需繁瑣的清洗維護。

Q3：貴公司大分子相互作用儀的主要應(yīng)用領(lǐng)域有哪些?

主要集中在生命科學及醫(yī)學研究領(lǐng)域，例如疾病機理研究，藥物研發(fā)，結(jié)構(gòu)生物學，植物科學等。

Q4：您如何評價目前大分子相互作用儀的應(yīng)用情況？應(yīng)用過程中還有哪些亟待解決的問題？

大分子相互作用儀的操作和實驗優(yōu)化難度較高，在一定程度上限制了用戶特別是科研用戶的使用。將實驗外包又面臨著高昂的檢測費用，通常檢測一對親和力的價格大約在8千到1萬元，還無法保證結(jié)果。針對該問題，我們公司在持續(xù)進行儀器和軟件的迭代，盡可能的簡化檢測流程。特別是今年新推出的光譜位移技術(shù)，極大的降低了實驗門檻。

此外，大分子相互作用分析實驗對樣品的純度，均一性，穩(wěn)定性要求較高，在檢測過程中會遇到數(shù)據(jù)質(zhì)量低甚至檢測不到結(jié)合的情況，而用戶可能在做了多輪嘗試后才意識到樣品質(zhì)量的問題。我們在開拓分子互作市場時意識到這一問題的重要性，研發(fā)了多參數(shù)蛋白穩(wěn)定性分析儀Panta(圖6)以及蛋白表達篩選儀Andromeda(圖7)并積極組織講座交流活動，幫助客戶了解樣品質(zhì)量的重要性，獲取有天然構(gòu)象的高質(zhì)量蛋白，更加理性的開展相互作用分析實驗。

我們的這一方案已經(jīng)在一些藥企中成功應(yīng)用，也希望行業(yè)內(nèi)能夠不斷涌現(xiàn)新技術(shù)，幫助用戶更好的完成相互作用分析實驗。

Q5：您認為， 未來幾年大分子相互作用儀的熱點市場需求有哪些？

不可成藥靶點相關(guān)研究將成為熱點市場需求。

傳統(tǒng)的藥物研發(fā)方法是尋找能夠結(jié)合酶或受體活性位點的藥物，通過占據(jù)驅(qū)動的藥理學作用模式 (MOA) 來控制蛋白功能。但是并非每一個影響疾病進展的蛋白都可以通過這種模式進行活性調(diào)節(jié)。如果一個蛋白沒有固定的構(gòu)象或適宜的與活性相關(guān)的結(jié)合位點，就無法通過藥物與之結(jié)合而直接控制其功能，這種蛋白被稱為不可成藥的靶點。

多達70~80%的蛋白靶點到目前還是不可成藥的，因此風向也慢慢從傳統(tǒng)藥物靶標轉(zhuǎn)向了這些更具挑戰(zhàn)性的“不可成藥”靶標。像炙手可熱的蛋白降解靶向嵌合體PROTAC，分子膠水等便是對“不可成藥”的蛋白進行降解，從而達到治療效果。這些新興的藥物研發(fā)方式給相互作用分析帶來了新的挑戰(zhàn)，當然也伴隨著更大的市場需求。

文章來源：儀器信息網(wǎng)