分子对接验证表面等离子共振仪测试

北检院检测中心  |  完成测试:  |  2026-05-12  

本文深入探讨了分子对接计算与表面等离子共振(SPR)实验技术在多维药物发现与生物分子相互作用研究中的协同验证策略。文章系统阐述了从虚拟筛选到实验验证的全流程,详细列出了关键的检测项目、覆盖的检测范围、核心的检测方法以及所需的精密仪器设备,旨在为研究人员提供一套整合计算与实验的标准化验证方案。

注意:因业务调整,暂不接受个人委托测试望见谅。

检测项目

小分子-靶蛋白结合亲和力验证:通过SPR实验定量测定经分子对接预测的结合小分子与目标蛋白(如激酶、GPCR)之间的实时结合动力学参数。

蛋白-蛋白相互作用位点确证:利用SPR验证由分子对接模拟出的关键氨基酸残基在蛋白复合物形成中的作用,通过突变体进行对比分析。

抗体-抗原表位鉴定:结合对接模拟的抗原结合区域,使用SPR检测不同抗体片段或突变体与抗原的结合,精确绘制表位图谱。

核酸-配体相互作用分析:验证分子对接预测的小分子与DNA/RNA特定二级或三级结构的结合模式与亲和力。

片段库筛选的阳性命中验证:对通过虚拟对接筛选出的片段化合物库进行SPR实验,确认其与靶标的真实微弱结合,排除假阳性。

共价抑制剂结合动力学测定:针对对接预测的共价结合模式,使用SPR实时监测其不可逆或缓慢解离的结合过程。

多价态结合验证:验证分子对接模拟的多价配体(如双特异性分子)与多个靶点或同一靶点多位点的协同结合现象。

变构调节效应验证:通过SPR检测变构分子在对接预测的变构位点结合后,对蛋白与天然配体结合能力的影响。

结合热力学参数关联分析:将SPR测得的结合动力学数据(Ka, Kd)与分子对接计算的结合自由能进行关联与校正。

虚拟筛选富集率评估:以SPR实验数据为金标准,反向评估分子对接虚拟筛选流程的准确性与富集效率。

检测范围

各类药物靶点蛋白:包括但不限于酶、离子通道、核受体、结构蛋白等可溶性或膜蛋白纯化样品。

化学小分子化合物库:涵盖天然产物、合成有机化合物、片段分子、共价抑制剂前体等,分子量通常在100-1000 Da之间。

生物大分子相互作用对:如抗体-抗原、受体-配体、酶-底物/抑制剂、DNA/RNA-蛋白、蛋白-多肽等。

膜模拟环境下的相互作用:使用脂质体或纳米盘技术在SPR芯片上构建仿膜环境,验证对接模拟的膜蛋白-配体结合。

细胞表面受体原位分析:将完整细胞或细胞膜固定在SPR芯片上,验证对接预测的配体与细胞表面受体的结合。

核酸靶点:包括特定序列的双链DNA、G-四链体、核糖开关等具有复杂三维结构的RNA分子。

蛋白突变体与修饰变体:验证点突变、磷酸化、糖基化等翻译后修饰对对接预测结合模式的影响。

复合物形成与解离全过程:实时监测从分子结合、稳态到解离的完整动力学过程,时间范围从秒到数小时。

宽亲和力范围:可检测从毫摩尔(mM)到皮摩尔(pM)级别的结合亲和力,覆盖从弱片段到强抑制剂的完整谱系。

复杂混合物中的特异性结合:在一定条件下,可从混合物(如细胞裂解液)JianCe测并验证特定靶向结合事件。

检测方法

直接结合检测法:将靶分子固定于SPR芯片,直接注入对接预测的配体分子,实时监测结合信号。

竞争抑制实验法:在固定靶标上先注入已知抑制剂,再注入待测分子,或反之,验证对接预测的竞争性结合位点。

浓度梯度分析法:将对接筛选出的候选分子配制系列浓度,注入SPR系统,通过拟合结合曲线计算精确的动力学常数。

多循环动力学分析:在每个浓度分析后进行芯片再生,进行多次循环,获得高重复性的结合速率(kon)与解离速率(koff)。

单循环动力学分析:在不进行再生的单次进样中连续注入递增浓度的分析物,适用于不稳定或难以再生的体系。

表位分组/竞争图谱法:用于抗体或蛋白-蛋白相互作用,通过顺序进样或共进样,验证对接模拟的表位是否重叠。

稳定性与结合耐久性测试:长时间监测复合物的解离相,验证对接预测的氢键、疏水作用等是否带来稳定的结合。

热力学参数推导法:通过在不同温度下进行SPR检测,结合范特霍夫分析,推导结合过程的焓变与熵变。

芯片表面等离子体成像技术:使用SPRi同时监测芯片上多个固定位点的结合情况,高通量验证对接筛选结果。

数据拟合与模型选择:使用1:1结合、二价结合、异质结合等多种数学模型对SPR传感图进行拟合,选择与对接预测最匹配的结合模型。

检测仪器设备

表面等离子共振仪(SPR)主机:核心光学检测设备,用于产生和监测等离子体共振角变化,实时转换为生物分子结合信号。

系列化生物传感器芯片:如CM5(羧基化葡聚糖芯片)、SA(链霉亲和素芯片)、NTA(镍螯合芯片)、L1(脂质捕获芯片)等,用于固定各类生物分子。

全自动微流体进样系统:精确控制样品与缓冲液的进样顺序、流速和温度,实现自动化、高精度的结合分析。

高精度温控单元:确保样品、芯片及流路在整个实验过程中保持恒温,保证动力学数据的热力学意义与重复性。

数据采集与分析软件:专用软件用于实时采集传感图数据,并提供全面的动力学、亲和力及热力学分析工具包。

分子对接与模拟软件套件:如AutoDock Vina, GOLD, Schrödinger Suite等,用于前期结合模式预测与虚拟筛选。

高性能计算集群:为大规模分子对接、分子动力学模拟提供算力,预测更精确的结合构象与能量。

蛋白纯化与标记系统:包括AKTA蛋白纯化系统、生物素标记试剂盒等,用于制备高纯度、可用于芯片固定的靶标分子。

芯片再生与维护套件:包括专用的再生缓冲液、清洗溶液和芯片表面维护工具,确保芯片的重复使用与数据质量。

参考通道与背景扣除系统:仪器内置的参考流道和数据处理中的背景扣除功能,用于消除非特异性结合和缓冲液折射率变化带来的噪音。

检测流程

线上咨询或者拨打咨询电话;

获取样品信息和检测项目;

支付检测费用并签署委托书;

开展实验,获取相关数据资料;

出具检测报告。

北检(北京)检测技术研究院
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