合成納米盤是小圓盤形結構，由通過合成聚合物環結合在一起的細胞膜磷脂組成。它們提供了細胞膜中天然膜蛋白環境的移動，幾乎相同的拷貝。因此，它們規避了增溶去垢劑的問題，使我們能夠穩定和分離處于活性狀態的膜蛋白，以進行進一步的科學研究。
有幾種不同的聚合物可用于制造合成納米盤。每個都有自己的優點和缺點
DIBMA
SMA
AASTY
AMPHIPOL
合成聚合物如何形成膜蛋白的納米盤？
細胞膜為我們最重要的蛋白質組之一：膜蛋白質組提供了環境。它們分為外周蛋白和整型蛋白，都具有某種疏水性，阻礙了正常條件下的溶解。
問題在于，當這些疏水區域與水或其他親水介質接觸時，膜蛋白的3D結構會崩潰，從而失去其功能。
為了避免這種情況發生，蛋白質科學家傳統上使用洗滌劑來掩蓋膜蛋白質的脆弱部分。但是基于洗滌劑的方法也有其自身的一系列問題，例如耗時的篩選過程或3D結構干擾。
然而，合成聚合物能夠從其單體中形成聚合物鏈，插入到所需膜蛋白周圍的細胞膜中（參見 無花果。2，頂部的紅色線）。就像餅干切割機一樣，膜蛋白從膜中溶解，聚合物使膜蛋白在新形成的納米盤中保持穩定。
相應的親和色譜步驟可以精確分離穩定的目標蛋白并進行進一步的科學分析。
DIBMA :DIBMA是二異丁烯-馬來酸的縮寫。它形成的合成納米盤被稱為“DIBMA-脂質-顆粒"，簡稱DIBMALP。它與此處介紹的所有其他聚合物共享相同的協議。
為什么要選擇DIBMA？
DIBMA比SMA和AASTY有一個關鍵優勢。通過比較圖4和圖7可以看出，DIBMA缺少其他兩種聚合物具有的芳香環。這有很大的意義。
與SMA和AASTY相比，DIBMA不吸收波長為280nm的光。這一點至關重要，因為該波長也用于通過吸光度測量進行蛋白質定量。SMA和AASTY納米盤不能用于此目的，因為它們的芳香環會扭曲蛋白質定量的測量結果。
為什么不應該使用DIBMA？
對DIBMA的最大反駁是，與SMA和AASTY相比，它的溶解率可能更低。這意味著（平均）DIBMA納米盤 - 也稱為DIBMALP - 導致比其他合成聚合物更少的穩定膜蛋白。
但是，這只是一個經驗法則。與其他聚合物相比，一些蛋白質確實以更高的速率溶解DIBMA。另一個原因 篩分 將永遠保持重要。
DIBMA與洗滌劑的比較
長期以來，膜蛋白背后的科學依賴于去垢劑進行增溶和穩定。然而，DDM或LMNG等洗滌劑也存在一系列問題?？梢员苊鈱φ_洗滌劑進行耗時的篩選過程，并且需要不斷將其添加到所有緩沖液中。但這適用于所有合成納米盤。
圖5顯示了使用DDM洗滌劑的DIBMALP和相同構建體之間穩定目標膜蛋白的量。可以清楚地看到，DDM在所需的kDA值約為40-60 kDa時具有更少的特定頻段。
為什么不應該使用DIBMA？
對DIBMA的最大反駁是，與SMA和AASTY相比，它的溶解率可能更低。這意味著（平均）DIBMA納米盤 - 也稱為DIBMALP - 導致比其他合成聚合物更少的穩定膜蛋白。
但是，這只是一個經驗法則。與其他聚合物相比，一些蛋白質確實以更高的速率溶解DIBMA。另一個原因 篩分 將永遠保持重要。
DIBMA與洗滌劑的比較
長期以來，膜蛋白背后的科學依賴于去垢劑進行增溶和穩定。然而，DDM或LMNG等洗滌劑也存在一系列問題?？梢员苊鈱φ_洗滌劑進行耗時的篩選過程，并且需要不斷將其添加到所有緩沖液中。但這適用于所有合成納米盤。使用DDM洗滌劑的DIBMALP和相同構建體之間穩定目標膜蛋白的量。可以清楚地看到，DDM在所需的kDA值約為40-60 kDa時具有更少的特定頻段。
DIBMA 的類型
有不同類型的DIBMA需要區分。
不同的緩沖 DIBMAS - TRIS 或 HEPES 緩沖液
不同長度的 DIBMA - DIBMA 10 和 12 構建不同的大型聚合物鏈
不同電荷的DIBMAS-使DIBMAS對二價陽離子的耐受性更高 甘油和氨基葡萄糖基團已連接到原始DIBMA結構上
SMA是苯乙烯馬來酸酐的縮寫。它形成的合成納米盤被稱為“SMA-脂質-顆粒"，簡稱SMALP。
為什么要選擇SMA？
SMA是用于制造合成聚合物的時間最長的聚合物。因此，SMA擁有成功溶解膜蛋白的最佳成熟數據庫。足以催生自己的科學界， SMALP 網絡。
與DIBMA相比，SMA具有更高的膜蛋白溶解率。這意味著，與DIBMALP相比，使用SMALP可以獲得更多的膜蛋白。
為什么不應該選擇SMA？
如圖7所示，SMA含有芳香環。這導致SMA吸收波長為280nm的光。該波長通常用于定量蛋白質。因此，由SMALP溶解的膜蛋白不能以這種方式定量，因為SMALP會扭曲測量。 迪布馬 沒有這個問題。
AASTY
聚（丙烯酸-共苯乙烯），AASTY，或SAA，是由丙烯酸和苯乙烯組成的高度交替的共聚物。
AASTY非常適合天然脂質納米盤，可有效從哺乳動物、細菌和酵母系統中提取膜蛋白（1，2）。AASTY在天然納米盤制備中的使用是由Anton Autzen博士和Henriette Autzen博士與斯坦福大學的Appel研究小組和加州大學舊金山分校的Yifan Cheng實驗室合作開發的。
為什么要使用AASTY
苯乙烯和丙烯酸的反應性比允許共聚物中高度交替的單體序列（1）。這意味著它們比不均勻的共聚物更均勻，并且可能更有效。
多余的AASTY共聚物可以在納米盤形成后通過透析去除（3）。這是因為聚合物分子量分布的分散性低，分子量在用于合成AASTY的可逆加成-破碎鏈轉移反應中得到高度控制。圖 9 對此進行了說明。
為什么不使用AASTY
使用陰離子共聚物時的主要挑戰之一是它們對二價陽離子的敏感性：過高的二價陽離子濃度會導致共聚物沉淀，從而喪失功能。作為一種陰離子共聚物，AASTY對二價陽離子敏感。這種靈敏度取決于共聚物中的丙烯酸含量，可以通過添加越來越多的鹽（如KCl和NaCl）來進一步降低（3）。AASTY共聚物可耐受更高濃度的鎂2+ 比卡2+，無論是在納米盤中還是在沒有脂質的情況下.
AMPHIPOLS
AMPHIPOLS是“兩親聚合物"的縮寫。
兩棲酚可以看作是使用聚合物進行膜蛋白穩定的第一個重大成功。他們第一次提到這種用途來自 特里貝特等人，1996年。 當時，兩棲酚是穩定膜蛋白的洗滌劑的替代品。但是片棲動物的不斷發展導致了所謂的 超溶質™兩棲動物。如前所述，兩棲動物的歷史可以追溯到1996年。當時，兩棲動物只能穩定膜蛋白，但不能溶解膜蛋白。這第一個任務仍然需要用洗滌劑來完成，類似于 MSP 納米盤.但最近的發展改變了這種狀況。新型Ultrasolute™ Amphipols以快速簡便的方式結合了這兩個步驟，可與我們的其他合成聚合物相媲美。
為什么要使用超溶™兩棲動物？
兩棲聚合物結合了其他合成納米盤聚合物的兩個優點。首先，它們對膜蛋白的增溶效率至少與SMA相當。同時，與SMA相比，它在280nm波長處沒有值得注意的吸收，與DIBMA相比，它的吸收甚至更少。因此，它不會干擾體積排阻色譜或蛋白質定量測量。
掃一掃，關注微信
當前位置：