科学家使用声波来测试合成抗体与其抗原靶标的结合程度

我们依靠临时的蛋白质-蛋白质键来进行基本过程，包括酶促反应、抗体结合和对药物的反应。能够准确地表征这些键对于测试潜在疗法的性能很重要，但目前可用的方法在提供单个键级别的信息或测试大量键的能力方面受到限制。

在 6 月 7日的《生物物理学杂志》上，研究人员提出了一种更易于使用的方法来测量蛋白质-蛋白质键在与他们在我们体内经历的相似负载下的强度和持续时间。该方法使用声波将结合的蛋白质拉开，并使用 DNA 束缚将两种蛋白质保持在一起，以便它们在连接破裂后可以重新结合。这项创新允许对相同的蛋白质键进行多达 100 次的重新测试，从而提供有关键强度如何随着分子老化而变化的宝贵信息。

“我们想提出一种方法，该方法足够模块化以适用于不同类型的键，具有合理的吞吐量，并且达到目前只有非常精细的技术才能获得的高分子精度，如光学或磁性镊子，通常是非专业人士很难掌握，”资深作者、国家科学研究中心 (CNRS) 的生物物理学家 Laurent Limozin 说。

为此，Limozin 的团队与来自马赛和巴黎的同事合作，结合了两种现有技术：允许同时测试许多分子对的声力谱，以及允许重复测试相同键的 DNA 支架。

在声力谱中，成对的键合蛋白质在充满液体的腔室内进行测试。这些蛋白质受到 DNA 支架的限制，因此一条 DNA 链将第一种蛋白质连接到腔室底部，而另一条 DNA 链将第二种蛋白质连接到一个小硅胶珠上。当研究人员用声波冲击腔室时，声波的力将硅珠及其附着的蛋白质从腔室底部拉开。如果力足够大，这种拉动会破坏两种蛋白质之间的结合。然而，在这种新方法中，第三条 DNA 链充当皮带，在蛋白质键断裂后将它们保持在一起。

Limozin 说：“我们方法的独创性在于，除了每侧的这两条链之外，在中间还有一条连接两条链的皮带，可在断裂时将蛋白质保持在一起。” “如果没有这条皮带，分离将是不可逆转的，但这可以让你重复测量几乎多次，只要你愿意。

作为概念证明，研究小组使用该技术来表征两个具有生物医学意义的单分子相互作用——蛋白质与雷帕霉素(一种免疫抑制药物)之间的键合，以及单域抗体与 HIV-1 抗原之间的键合。

研究人员使用显微镜观察了这些粘合和破裂的循环。能够多次测试相同的蛋白质-蛋白质键对于探索分子相同对之间的变异很重要。它还允许研究人员检查这些相互作用如何随着分子老化而变化，这对于确定药物或抗体的半衰期可能很重要。

Limozin 说：“有了这个工具，我们就有了一种方法可以更深入地探索关于分子异质性和分子老化的实验性想法。” “我们和其他人怀疑，表征这些特性对于设计需要在涉及机械力的情况下起作用的未来疗法非常有用。”

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