基本介紹

納米盤（Nanodiscs）是一種納米尺度的脂質雙分子層結構，廣泛應用于生物膜研究、蛋白質工程、藥物開發和結構生物學等領域。納米盤通過模仿細胞膜的天然結構，提供了一個理想的環境來研究膜蛋白、脂質相互作用及其功能。由于其優異的穩定性和可控性，納米盤已成為研究膜蛋白折疊、膜蛋白-配體相互作用、膜相關藥物篩選等方面的重要工具。

 

技術原理

納米盤的核心原理是通過自組裝方法，將脂質分子包裹在膜蛋白周圍，形成穩定的類脂質雙層結構。脂質分子一端與膜蛋白相互作用，另一端則暴露在水相環境中，模擬生物膜的自然狀態。納米盤由兩種主要成分組成：一是脂質分子，二是帶有親水性和疏水性部分的結構單元。常見的結構單元包括膜支架蛋白（MSPs）、兩親性的小肽、類肽、以及兩親性的聚合物（如SMA）等^[1]，這可以確保脂質雙層的穩定性并使膜蛋白保持在適合的環境中。

 

納米盤的適用范圍

1. 膜蛋白結構與功能研究

納米盤能夠為膜蛋白提供與天然膜環境類似的條件，廣泛應用于膜蛋白的結構解析和功能研究。它們可以用來研究膜蛋白的折疊、活性及其與配體或藥物的相互作用，為藥物篩選、疫苗開發和蛋白質工程提供重要的實驗平臺。

2. 膜蛋白與脂質相互作用

納米盤可以有效模擬生物膜中的脂質環境，研究膜蛋白與脂質分子之間的相互作用。這對于理解膜蛋白的調控機制、膜蛋白在細胞內的功能、以及膜脂質在細胞生理過程中的作用非常重要。

3. 藥物篩選與藥物設計

在藥物開發過程中，納米盤作為藥物靶點的研究平臺，能夠模擬天然膜環境中的膜蛋白，幫助研究藥物分子與膜蛋白的結合親和力、作用機制等信息。納米盤可用于高通量藥物篩選，識別潛在的藥物候選分子。

4. 疫苗研發

納米盤的穩定性使其成為膜蛋白和脂質復合物的理想載體，能夠幫助研究膜蛋白的免疫原性，支持疫苗的開發。通過將膜蛋白和脂質封裝在納米盤中，可以提高免疫反應并提升疫苗的效果。

 

我們的創新技術

1. 環形納米盤（Circular Nanodiscs）

環形納米盤是一種創新型的納米盤結構，它通過特殊的設計，使脂質雙層結構形成封閉的環形結構。這種環形納米盤能夠提供比傳統線性納米盤更為穩定的膜蛋白包裹環境，尤其適合那些對傳統結構不穩定的膜蛋白研究。我們通過探索環化的方式，開發出了一種新型的環形納米盤（ckqNDs），它具有更好的膜蛋白保護作用，能夠有效防止膜蛋白在分析過程中失活，是研究膜蛋白穩定性和結構變化的理想工具。

 

 

 

2. 共價偶聯納米盤與SPR技術結合

我們的另一項工作是將納米盤與表面等離子共振（SPR）技術的結合。通過將納米盤與SPR傳感器表面進行共價偶聯，可以實時監測膜蛋白與小分子、配體或抗體之間的相互作用。這種組合能夠提供有關膜蛋白-配體相互作用的高效、精確的數據，幫助解析膜蛋白的親和力、結合動力學以及藥物設計的相關信息。通過SPR與納米盤的結合，能夠高通量地篩選潛在藥物分子，并進行精確的結合動力學分析。