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高感度かつ迅速に分子間相互作用を検出・定量 2 bind社：マイクロスケール熱泳動（MST）を用いた分子間相互作用解析
2 bind社：高感度かつ迅速に分子間相互作用を検出・定量

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メーカー名：2bind GmbH

分子間相互作用は、化学、バイオロジカルプロセス、酵素活性の作用、ターゲッティングや構造力学において、非常に重要な鍵を握っています。相互作用の強さと特異性を定量することは、薬剤の新しい効能の開発において、非常に重要です。

■マイクロスケール熱泳動（MicroScale thermophoresis / MST）について

マイクロスケール熱泳動は、uLスケールで、液体中の分子間相互作用を高感度に定量する新しい方法です。

分子の熱泳動性は、分子のサイズ、チャージ、水和状態に依存しており、分子間の相互作用により、これらの少なくとも1つのパラメーターに変化が起こることで、分子の熱泳動性にも変化が生じます。2bind社のマイクロスケール熱泳動では、この熱泳動性の変化をもとに低分子・タンパク質/ペプチド・核酸などの様々な物質での分子間相互作用を検出します。

図1
サイズ、チャージ、水和状態の変化が分子の熱運動性に影響を与えます(左)。また、2種類の分子が相互作用した場合、それらのパラメーターが変動します(右)。

特長

・化合物、タンパク質・ペプチド、核酸など様々な物質間での相互作用を解析可能

・ダイナミックなaffinity range (pM to mM)

・少ないサンプル量

・液中での測定のため、固定化不要

・あらゆるバッファーが使用可能

・クルード分画、抽出物、血清中での測定も可能

・迅速な解析 (納期：2週間以内)

原理

2bind社ではNanoTemper社のMSTシステムを用いています。様々な濃度条件の物質を混合したキャピラリー内に、レーザーを照射することで分子の熱運動を引き起こします。そして、標識した蛍光物質もしくは内在性アミノ酸(トリプトファン)の蛍光をもとに分子の熱運動を測定します。

図2
様々な濃度条件で調整したキャピラリー上に、レーザーを照射することで熱運動を引き起こします(左上)。レーザー照射スポットの蛍光を測定すると、熱運動による蛍光値の変化が見られます(右上)。分子間相互作用の有無による熱運動性の違いにより、異なる蛍光変化が得られます(左下)。結合分子の濃度変化によるシグモイド曲線からKD値を測定します(左下)。

解析例

■ERK2タンパク質と様々な分子の相互作用解析

図3
ERK2タンパク質と相互作用することが知られている化合物、ペプチド、アプタマー、抗体を用いて相互作用解析を行った。MSTでは様々な分子間の相互作用解析が可能である。

■様々なバッファー条件下におけるThrombin-Aptamer相互作用解析

図4
様々なバッファー条件下においてThrombin-aptamer間の相互作用を解析した。バッファーの違いによる影響を測定できた。

参考文献

[1] Moran Jerabek-Willemsen, Chistoph J. Wienken, Dieter Braun, Philipp Baaske, and Stefan Duhr. ASSAY and Drug Development Technologies. August 2011, 9(4): 342-353. [2] Baaske P, Wienken CJ, Reineck P, Duhr S, Braun D (Feb 2010). "Optical Thermophoresis quantifies Buffer dependence of Aptamer Binding". Angew. Chem. Int. Ed. 49 , 2238 ?2241

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