ナノディスク

ナノディスクは、膜タンパク質の研究に役立つ合成モデル膜システムです。^[1]ナノディスクは、脂質二重層がタンパク質、ペプチド、合成ポリマーなどの両親媒性分子に囲まれた円盤状タンパク質です。^{[2]疎水性エッジが2つの両親媒}性タンパク質で覆われたリン脂質の脂質二重層で構成されています。これらのタンパク質は膜足場タンパク質（MSP）と呼ばれ、二重ベルト形成に整列します。^{[3] [4] [5]ナノディスクは構造的に円盤状}高密度リポタンパク質（HDL） と非常によく似ており、MSPはHDLの主成分であるアポリポタンパク質A1 （apoA1）の改変バージョンです。 ナノディスクは膜タンパク質を可溶化および安定化できるため、膜タンパク質の研究に有用であり^{[6] 、}リポソーム、洗剤ミセル、バイセル、アンフィポールよりもネイティブな環境を実現します。

ナノディスクの製造技術は、粒子を作るために MSP と脂質のみを使用するという従来の技術から進歩し、より単純なタンパク質を使用するペプチドナノディスクや、安定化のためにタンパク質を必要としない合成ナノディスクなどの代替戦略につながっています。

オリジナルのナノディスクは、2002年からアポA1由来のMSPによって生産されました。^[3]これらのディスクのサイズと安定性は、これらのタンパク質のサイズに依存しており、切断と融合によって調整できます。一般に、MSP1タンパク質は1つの繰り返しで構成され、MSP2は2倍のサイズです。^{[7] [8]}

ペプチドナノディスクでは、脂質二重層は2つのMSPの代わりに両親媒性 ペプチドで覆われています。ペプチドナノディスクは構造的にMSPナノディスクに似ており、ペプチドも二重ベルト状に並んでいます。ペプチドナノディスクは膜タンパク質を安定化させることができますが^{[9] 、多}分散性が高く、構造的にMSPナノディスクよりも安定性が低くなります。しかし、最近の研究では、ペプチドの二量化^[10]と重合^[11]により、ペプチドがより安定することが示されています。

天然の脂質膜を模倣する別の方法は、合成ポリマーです。スチレン-マレイン酸コポリマー（SMA）^{[12] [13]}はSMALPまたはLipodisqと呼ばれ、ジイソブチレン-マレイン酸（DIBMA）^[14]はそのような合成ポリマー（DIBMALP）です。これらは細胞または生の抽出物から直接膜タンパク質を可溶化できます。これらはまた、いくつかの生物の脂質組成の研究に使用されています。 [ ^{15] [16] [17]}スチレンとマレイン酸基を含むすべての合成ポリマーはタンパク質を可溶化できることが発見されました。^{[18]これらのSMAナノ粒子は、薬物送達媒体の可能性[19]}として、またネイティブ質量分析による膜タンパク質の折り畳み、翻訳後修飾、脂質相互作用の研究にもテストされています。^[20]

• スティーブン・スライガー研究室のナノディスク技術
• 無細胞溶解液に適用するための組み立てられたナノディスク
• HDL とナノディスク UIUC のナノディスク技術の概要
• リン脂質二重層ナノディスク ワシントン大学アトキンス研究室による概要
• MSPを購入する MSPのプラスミドはAddGeneから入手可能です
• SMA ネイティブ ナノディスクの Web サイト。MSP ナノディスクに含まれる従来の洗剤や合成脂質環境の代替として、SMA またはその他のポリマー (例: DIBMA) を使用する国際研究コミュニティの Web サイトです。