根據《2018年世界阿爾茨海默病報告》（Patterson，2018），全球超過5000萬人被診斷患有阿爾茨海默病（AD）或其他形式的癡呆癥。醫療總費用估計為1萬億美元。毫無疑問，AD是當今研究的一個重要領域，因為科學家們希望找到一種有效的治療策略來治療這種衰弱的疾病。

       目前，研究人員正試圖利用在許多神經退行性疾病相關肽和蛋白質中觀察到的D-氨基酸替換的這一事實（Li，Delaney，Li，2019）。特別是氨基酸淀粉樣β（Aβ）的手性反轉被認為在AD的病理發展中起著重要作用（Li，et al.，2019）。不幸的是，區分由D-氨基酸取代引起的細微手性差異并非易事。這使得人們對手性化學在疾病進展和治療中的作用機制知之甚少。

       幸運的是，來自威斯康星大學麥迪遜分校藥劑學學院李博士和她的團隊正在研究一種新方法，以更好地了解手性如何影響aβ片段的自組裝/齊聚以及受體識別。這種新方法主要基于質譜測量，李博士團隊將這個新方法稱為iCAP，在研究中通過OpenSPR™提供的定量的結合動力學數據在iCAP方法的建立中發揮了重要作用，其研究成果發表在最近的Nature Communications 上“Molecular basis for chirality-regulated Aβ self-assembly and receptor recognition revealed by ion mobility-mass spectrometry”.

      接下來，我們將給大家展示李博士團隊如何通過iCAP研究手性效應，以及OpenSPR如何提供關鍵的結合動力學數據來研究手性對Aβ受體識別的影響：

iCAP方法的建立分三步 

01  手性Aβ片段單體的鑒別

      iCAP的第一步是直接處理淀粉樣β（Aβ）單體。目標是區分D和L差向異構體，并對D差向異構體的研究有特別的興趣。利用行波離子遷移率分離-質譜（TWIMS-MS）技術，通過金屬配位放大了兩個差向異構體的結構差異，然后利用三維散射碰撞截面（CCS）值進行可視化。由于每一個差向異構體與金屬配位能力的不同，D和L差向異構體表現出不同的結合率，其配合物表現出明顯的結構差異。這使得Li團隊能夠研究具有特定手性的β片段單體。 

02 手性Aβ片段低聚物的鑒別

      Li等人（2019）寫到：“AD的特征之一是腦內的細胞外淀粉樣斑塊沉積，被認為與Aβ自組裝/低聚有關”（p.4）。換言之，研究不同的Aβ-表聚物齊聚的方式將有助于深入了解其導致阿爾茨海默病的機制。在iCAP的下一步中，我們使用與第一步相同的手性放大方法來研究Aβ自組裝/齊聚反應。通過分析低聚物的CCS值與低聚物數的關系，繪制了低聚物的生長曲線。

      由于Aβ的野生型（又名L型）與D 異構型經常共存，李博士團隊對幾種形式的Aβ肽的混合物的研究尤其感興趣，以研究它們的交叉手性效應。在這個過程中，她們注意到D-異構Aβ片段以混合物的形式對自組裝/齊聚的手性作用甚至比其自身的手性作用更大。由于Aβ以自然的混合物的形式出現，這是D-異構化Aβ片段可能參與AD進展的重要證據。

03  利用OpenSPR 的LSPR技術研究手性Aβ受體識別

      作為iCAP的最后一步，獲得Aβ的手性如何影響其與天然受體-四聚甲狀腺素（TTR）相互作用的方式對Li研究組是至關重要的。實驗中，Li團隊用我們的OpenSPR™儀器檢測了上述分子間的相互作用（Li研究組成員說：我們選擇OpenSPR作為識別手性aβ結合行為的工具，因為OpenSPR™是為各種不同分子相互作用提供深入無標記結合動力學的有力工具。SPR最常見的應用之一是分析和量化蛋白質之間的相互作用），實驗過程中，TTR被固定在一個羧基傳感器芯片上。將野生型和D-異構化的Aβ的不同片段溶于PBS并注入不同濃度 。每個結合實驗重復三次，以獲得每個Aβ片段與TTR的平均結合率（Kon）、解離率（Koff）和總的結合親和力（KD）。

       基于SPR的動力學數據結果，Li研究團隊發現D-異構化的共異構化Aβ片段的結合親和力比野生型Aβ片段低8-10倍，解離率高13-15倍。換句話說，D-異構化Aβ片段顯著降低了Aβ結合其天然受體的能力。這些OpenSPR結果表明手性在Aβ（17-36）片段受體識別的差異動力學調節的作用 ，其中微摩爾級的結合親和力的指示Aβ（17-36）片段與TTR的結合弱。并且還利用溶液動力學分析和氣相CIU-IM-MS研究了其受體對手性aβ片段識別（包括HSA/BSA/mTTR/TTR ）。

Native CIU-IM-MS provides structural information on HSA-Aβ (1-10) fragment binding interactions.

總結 ：通過Nicoya OpenSPR 可快速獲得您發文章所需的關鍵數據

     通過開發iCAP方法，Li研究團隊能夠對手性如何影響aβ片段的自組裝/齊聚以及受體識別提供全面的評估。通過從這個平臺獲得的大量數據，iCAP有朝一日將有助于設計針對D-異構化和共異構化Aβ片段的Alzheimer病新的治療方法。該技術理論上也可用于研究類似的手性體系。

     由于定量結合動力學對iCAP的有效性起著關鍵作用，Li研究團隊選擇了OpenSPR™來獲取他們需要的數據。Nicoya通過提供價格合理且易于使用、免維護的OpenSPR，幫助科學家取得成功。李博士是眾多使用OpenSPR動力學結合數據在高影響力期刊上發表論文的研究人員之一，如《 Nature Communications》等。

 OpenSPR在帕金森疾病研究中的優勢

• 多參數檢測---Ka、Kd、KD、EC50、蛋白濃度測定；

• 操作簡單---模塊化提示，1-2小時即可掌控；

• 高精準---檢測不受溫度、緩沖液折射率影響；

• 低維護---1000-1500元/年；

• 高效率---上樣、出結果，一鍵式分析；