在溶液中自动化表征分子胶

这篇文章展示了靶蛋白GSPT1、E3连接酶CRBN-DDB1、分子胶X和来那度胺(对照)的一些研究数据。利用FIDA技术,能够快速准确地测定三元复合物的形成,并提供复合物的大小(Rh)、亲和力常数(KD)、协同性(α)和结合比例等丰富的数据。

GSPT1、E3酶CRBN-DDB1、分子胶X

软件显示和分析三元复合物的形成(详见正文)

软件快速分析可得:复合物大小(Rh) ,亲和力 (Kd),协同性 (α),结合比例


实验方法

Fida1设备外观,自动进样器图示

GSPT1用DY-490标记作为带荧光的指示剂(indicator)。

实验在Fida 1仪器上进行:480 nm LED检测器 、高灵敏度涂层毛细管(Fida Biosystems)。工作缓冲液:20mM HEPES、20mM NaCl、1 mM TCEP、0.2 M EDTA、1% DMSO、0.05 % Pluronic F127,pH 8.0。

流动诱导分散分析(FIDA)用4μL的分析物(分子胶+CRBN-DDB1)充满毛细管,接着注入39nL的指示剂(GSPT1-DY490+分子胶+CRBN-DDB1)。

实验耗材图示:小安培瓶,96孔板;毛细管。


结果

GSPT1, MOL GLUE 和 CRBN-DDB1形成的三元复合物


最左侧数据点,未结合的GSPT1大小为4.27(±0.06)nm。固定CRBN-DDB1的浓度为100 nM,以分子胶Glue X做浓度梯度滴定,生成了一个S型的结合曲线,显示了三元复合物的形成,总亲和力为11.1 nM。对照:相同条件固定CRBN-DDB1的浓度,以来那度胺做浓度梯度滴定,GSPT1的大小没有增加,显示没有三元复合物形成。

三元复合物分析的集成软件


在软件中通过拟合实验数据来确定参数:-Kd 1 (GSPT1和分子胶的亲和力)-Kd 2 (CRBN-DDB1和分子胶的亲和力)-协同性 (α)-指示剂 (GSPT1)大小(Rh)-二元复合物 (GSPT1- 分子胶)大小(Rh)-三元复合物 (GSPT1- 分子胶-CRBN-DDB1)大小(Rh)

利用BRIC信号表征二元复合物

BRIC,Binding Related Intensity Change:结合相关荧光强度变化。
除了流体力学半径(Rh)参数之外, Fida 1 还提供一种固有荧光强度的正交测量:当结合发生在荧光标记附近时,构象和溶剂暴露等变化会导致荧光强度的改变。图中显示了在5nM CRBN-DDB1存在时,GSPT1-DY490(25nM)的BRIC信号与分子胶浓度变化的关系。结合曲线由BRIC信号来反映GSPT1与分子胶X的相互作用,由此得到表观亲和力为0.2 nM。


结论

本研究表明,Fida 1仪器是一种易于使用的生物分析平台,通过正交测量分子大小和BRIC信号,在溶液中表征三元复合物的形成。

FDIA分别提供了分子胶X和靶蛋白、蛋白酶相互作用的数据。将实验数据和Fidabio三元复合物形成的数学模型进行拟合,可以得到一个大数据集,包涵丰富的数据 (KD、α、二元复合物大小、三元复合物大小等等)。

还有一项未展示的Fida 1软件功能是与蛋白数据库(PDB)进行关联,可以将数据库中的蛋白粒径或预测出的粒径(Rh),与Fida 1在溶液中蛋白自然状态下测量的数据进行比较验证。