一文了解微量熱泳動(dòng)儀原理！
MST在分析對(duì)象的大小范圍和檢測(cè)動(dòng)力學(xué)范圍等參數(shù)上是目前最優(yōu)的技術(shù)。此外，MST的適應(yīng)性很強(qiáng)，適合不同的環(huán)境要求、不同的生物分子、不同的溶液環(huán)境（如膜蛋白等需要某些特殊溶液環(huán)境的樣品）、緩沖和添加劑的類型可以自由選擇（例如可以使用任何濃度DMSO等有機(jī)溶劑）、可以在復(fù)雜的生物溶液甚至細(xì)胞溶解液中完成而無需樣品純化。通過MST可以測(cè)量不同的結(jié)合模式，包括二聚化、協(xié)同作用和競(jìng)爭(zhēng)作用。MST使用便宜的毛細(xì)吸管作為耗材，樣品用量少，避免了昂貴的樣品消耗和繁瑣的制備過程。相對(duì)于其他的已有的測(cè)量分子間相互作用的技術(shù)，MST大大降低所需的實(shí)驗(yàn)成本。
微量熱泳動(dòng)（microscale thermophoresis,MST）是一種分析生物分子相互作用的技術(shù)。這項(xiàng)技術(shù)基于生物分子的熱泳動(dòng)， nanotemper微量熱泳動(dòng)儀使用紅外激光進(jìn)行局部加熱導(dǎo)致分子定向移動(dòng)，繼而通過熒光分析溫度梯度場(chǎng)中的分子分布比。MST技術(shù)能夠檢測(cè)到由于結(jié)合而引起的生物分子的大小、電荷和水化層的變化。相互作用的過程可以在天然條件下，無需固定、任何生物溶液中完成測(cè)量。
熱泳動(dòng)實(shí)驗(yàn) (左圖) 通過聚焦的紅外激光加熱毛細(xì)管之中的溶液，同時(shí)通過hot mirror來檢測(cè)熒光。 (右圖) 毛細(xì)管中的熒光可以通過光學(xué)二極管來成像，然后將加熱中心的標(biāo)準(zhǔn)化熒光對(duì)時(shí)間繪圖。紅外激光在5s的時(shí)間點(diǎn)打開，然后熒光由于溫度的增加而降低，熒光分子由于受到熱泳動(dòng)的作用而移出加熱中心。
DNA適配子與凝血酶的結(jié)合。 （左圖）未結(jié)合的適配子的熱泳動(dòng)運(yùn)動(dòng)與已同凝血酶結(jié)合的適配子的熱泳動(dòng)不同。（右圖）所示為時(shí)間t=30秒時(shí)，在不同凝血酶濃度下，DNA適配子經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化處理后的熒光信號(hào)，以形成用于Kd 擬合的結(jié)合曲線。陰性對(duì)照組中采用了單鏈DNA（ss DNA,圖中藍(lán)圈）。對(duì)照組中，未見標(biāo)準(zhǔn)化熒光信號(hào)隨凝血酶濃度增加變化。
植物肽類激素，同植物經(jīng)典激素一樣，對(duì)植物體的生長發(fā)育等生理活動(dòng)具有重要的調(diào)控作用。PSK是較早被發(fā)現(xiàn)和研究的一種含兩個(gè)酪氨酸磺化修飾的五肽激素，在植物的生長發(fā)育、抗逆和先天免疫等方面有廣泛調(diào)控作用。PSK發(fā)揮活性是通過與細(xì)胞膜上的受體激酶PSKR結(jié)合來發(fā)揮功能。但PSK被受體PSKR識(shí)別的分子機(jī)理以及后續(xù)的受體激活機(jī)制還需闡明。
柴繼杰研究組通過解析PSKR胞外區(qū)結(jié)合PSK的復(fù)合物結(jié)構(gòu)，闡明了PSKR胞外區(qū)通過其島區(qū)來識(shí)別PSK的分子機(jī)理。深入的結(jié)構(gòu)分析提示SERK家族成員可能作為共受體參與PSKR的受體激活，體外生化實(shí)驗(yàn)初步證實(shí)了這一假設(shè)，同時(shí)通過與中科院遺傳與發(fā)育研究所楊維才研究員研究組合作，利用植物體內(nèi)生化和遺傳學(xué)的方法zui終證明了這一假設(shè)。這也是通過結(jié)構(gòu)生物學(xué)提示找到PSK信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路上的新成份。通過解析和對(duì)比分析PSKR/PSK/SERK三元復(fù)合物結(jié)構(gòu)和單獨(dú)的PSKR結(jié)構(gòu)，揭示了PSK通過誘導(dǎo)原本無序的受體PSKR島區(qū)產(chǎn)生與共受體SERK結(jié)合的新界面通過
Nanotemper公司的微量熱泳動(dòng)儀（MST）研究人員測(cè)量出PSKR與PSK的親和能力（Kd：1.55 μM）明顯強(qiáng)于無磺化修飾的dPSK（Kd：41.5 μM)，與體內(nèi)數(shù)據(jù)一致(圖 a)。此外研究人員還使用MST確定了PSKR上多個(gè)對(duì)識(shí)別PSK至關(guān)重要的氨基酸(圖 b)。
