MSP納米盤通過膜支架蛋白（MSP）結(jié)合在一起。MSP 可以是載脂蛋白 （apo） A-I 的截短形式，其包裹在脂質(zhì)雙層的貼片上以形成圓盤狀顆粒或納米盤 （5）。MSP提供面向脂質(zhì)疏水尾部的疏水表面，以及外部的親水表面。這種設(shè)置使納米盤高度溶于水溶液。一旦組裝成納米盤，膜蛋白可以在沒有去垢劑的情況下保存在溶液中（5）。
大?。?/span> MSP 納米盤的尺寸范圍在 7 - 17 nm 之間。它由使用的膜支架蛋白決定。表2描述了Cube Biotech提供的膜支架蛋白以及它導致哪些納米盤尺寸。相同MSP蛋白的MSP納米盤尺寸均勻，直徑僅相差+/- 1nm。這非常適合冷凍電鏡研究。
MSP納米盤的其他優(yōu)點
與其他膜蛋白增溶和重構(gòu)系統(tǒng)相比，MSP納米盤具有許多優(yōu)勢，特別是在配體結(jié)合研究、構(gòu)象動力學分析和蛋白質(zhì)相互作用研究方面（6）。納米盤可用于在類似于天然膜的人工環(huán)境中重建膜蛋白，例如GPCR或轉(zhuǎn)運蛋白。
這些納米盤穩(wěn)定的蛋白質(zhì)可以通過標準色譜程序直接純化。所得的純化膜蛋白-納米盤復合物可用于需要接觸蛋白質(zhì)的生理細胞內(nèi)和細胞外表面的應(yīng)用，從而允許不受限制地接觸拮抗劑、激動劑、G 蛋白和其他相互作用伙伴 （7）。
A：結(jié)合納米盤和無細胞表達系統(tǒng)
從表達質(zhì)粒開始，膜蛋白可以在無細胞系統(tǒng)中產(chǎn)生。預組裝的納米盤以整合新生膜蛋白的混合物提供（8）。不需要添加洗滌劑，從而最大限度地減少了可能的偽影?；蛘?，可以包括生物素化或同位素標記等修飾。
B：洗滌劑溶解蛋白的兩步重構(gòu)
從合適的洗滌劑中的純化膜蛋白開始，加入膜支架蛋白和磷脂。含有膜蛋白的納米盤自發(fā)形成，并且可以通過親和或體積排阻色譜純化（6，7）。
C：從膜直接溶解
從表達目標蛋白質(zhì)的膜開始，加入去垢劑和膜支架蛋白。膜磷脂、膜蛋白和 MSP 組裝形成納米盤復合物 （5）。在這里，獲得了代表膜蛋白群的納米盤復合物的混合物，可用于蛋白質(zhì)組學研究。如果需要，可以通過親和色譜純化單個膜蛋白-納米盤復合物。與方法B相比，接觸洗滌劑的時間明顯縮短（數(shù)小時與數(shù)天）。
磷脂的選擇 - 適當?shù)鞍踪|(zhì)活性的關(guān)鍵
如前所述，MSP納米盤的磷脂組成是人造的。這意味著必須事先確定應(yīng)該構(gòu)成目標膜蛋白的人工膜環(huán)境的使用的磷脂。但是有很多磷脂可供選擇，那么選擇哪一種呢？當面對這個問題時，請參閱我們常用的MSP納米盤磷脂列表。
這種選擇，還有許多其他磷脂已經(jīng)成功地單獨或組合使用（8，25）。脂質(zhì)的選擇已被證明對蛋白質(zhì)活性至關(guān)重要（8），例如在脂質(zhì)促進蛋白質(zhì)寡聚的情況下（25）。使用組裝的納米盤進行無細胞表達是篩選各種脂質(zhì)和脂質(zhì)混合物對蛋白質(zhì)影響的快速簡便方法。當?shù)鞍踪|(zhì)直接從膜級分溶解時，內(nèi)源性磷脂被攜帶并摻入納米盤復合物中，這可能會增強蛋白質(zhì)活性。
MSP納米盤在科學中的應(yīng)用示例
MSP Nanodiscs首先由Sligar和同事描述（3，4）。它們?yōu)榉€(wěn)定膜蛋白提供了合適的環(huán)境，以研究配體、激動劑或拮抗劑通過 NMR 和 SPR 等方法結(jié)合 （9，10）。納米盤被證明可以提高冷凍電鏡中跨越膜的蛋白質(zhì)區(qū)域的分辨率 （22，26）。膜支架蛋白可以用組氨酸標記，以促進蛋白質(zhì)-納米盤復合物的純化、檢測和固定化。其他納米盤應(yīng)用包括共振拉曼（11），MALDI（13），非共價質(zhì)譜（25），蛋白質(zhì)活化研究（14），時間分辨熒光光譜（15）和蛋白質(zhì)結(jié)晶（24）。重組成納米盤的抗原已被用于提高小鼠的免疫原性反應(yīng)，顯示出它們用作疫苗的潛力（16）。 此外，整個膜蛋白質(zhì)組 大腸桿菌 被重組成納米盤，從而產(chǎn)生可溶的膜蛋白庫（15）。在納米盤中重組的蛋白質(zhì)可以轉(zhuǎn)移到雙細胞以提高NMR分辨率（23）。即使是可溶的脂質(zhì)相互作用蛋白質(zhì)也在納米盤的幫助下進行分析（20）。表3列出了納米盤應(yīng)用的示例。
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