如何使用CD光譜分析蛋白質(zhì)二級(jí)結(jié)構(gòu)？全面指南檢測(cè)技術(shù)服務(wù)詳情介紹

Circular Dichroism（CD）光譜是一種基于手性分子對(duì)圓偏振光選擇性吸收的光譜學(xué)技術(shù)，廣泛應(yīng)用于dànbáizhì二級(jí)結(jié)構(gòu)的快速定性和定量分析。相比X射線晶體學(xué)或核磁共振等高分辨方法，CD光譜具有快速、無需結(jié)晶、樣品消耗低等顯著優(yōu)勢(shì)，特別適用于dànbáizhì結(jié)構(gòu)初篩、構(gòu)象變化監(jiān)測(cè)及dànbáizhì穩(wěn)定性評(píng)估。在本文中，我們將系統(tǒng)梳理如何使用CD光譜技術(shù)分析dànbáizhì二級(jí)結(jié)構(gòu)，重點(diǎn)覆蓋實(shí)驗(yàn)原理、數(shù)據(jù)采集與處理流程、結(jié)構(gòu)估算方法及其應(yīng)用場(chǎng)景。

一、CD光譜技術(shù)原理：識(shí)別α-螺旋與β-折疊的“光學(xué)指紋”

CD光譜利用圓偏振光在不同波長(zhǎng)下與手性分子間的差異吸收，生成特征性光譜信號(hào)。對(duì)dànbáizhì而言，其主鏈酰胺基團(tuán)在190–250 nm的遠(yuǎn)紫外區(qū)域展示出與二級(jí)結(jié)構(gòu)密切相關(guān)的信號(hào)模式。

具體來說：

• α-螺旋結(jié)構(gòu)顯示出208 nm與222 nm處的雙負(fù)吸收峰；

• β-折疊結(jié)構(gòu)在218 nm附近具有負(fù)峰，而195 nm附近為正峰；

• 無規(guī)卷曲（Random Coil）則通常在198 nm附近呈負(fù)峰，且整體信號(hào)較弱。

這些光譜“指紋”可用于反演計(jì)算dànbáizhì溶液中不同二級(jí)結(jié)構(gòu)的比例。

二、實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備與數(shù)據(jù)采集：確保信號(hào)質(zhì)量的關(guān)鍵步驟

要獲得可靠的CD光譜結(jié)果，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與樣品準(zhǔn)備需特別注意以下幾個(gè)方面：

1、緩沖體系選擇

應(yīng)避免使用強(qiáng)紫外吸收的組分，如Tris、DTT、高濃度鹽等。推薦使用10 mM PBS、磷酸緩沖液或硼酸緩沖液，pH 6.5–8.0 范圍內(nèi)為佳。

2、dànbáizhì濃度與石英池選擇

遠(yuǎn)紫外CD測(cè)量對(duì)樣品濃度要求較高，一般建議：

• 使用0.1–0.2 mm光程的石英比色皿；

• dànbáizhì濃度在0.1–0.5 mg/mL之間，具體依據(jù)分子量與信號(hào)強(qiáng)度優(yōu)化。

3、掃描參數(shù)設(shè)置

• 波長(zhǎng)范圍：190–260 nm；

• 掃描速度：50–100 nm/min；

• 數(shù)據(jù)積分時(shí)間：1–2秒/點(diǎn)；

• 平滑次數(shù)：建議重復(fù)掃描3次以上取平均，以降低噪聲。

三、數(shù)據(jù)分析：從原始光譜到結(jié)構(gòu)比例的估算

CD光譜數(shù)據(jù)通常以橢圓度（mdeg）或摩爾橢圓度（[θ]）表示。結(jié)構(gòu)估算流程如下：

1、數(shù)據(jù)處理

• 背景扣除（緩沖液信號(hào)）；

• 單位轉(zhuǎn)換為摩爾橢圓度，使用以下公式：

[θ] = (mdeg × 100) / (C × l × n)

其中：

• mdeg為測(cè)得的原始橢圓度（單位：毫度，millidegree）；

• C為蛋白濃度（單位：mol/L）；

• l為光程長(zhǎng)度（單位：cm）；

• n為肽鍵數(shù)（近似為氨基酸殘基數(shù)）。

2、二級(jí)結(jié)構(gòu)含量擬合

常用的擬合算法包括：

• CONTIN：適用于多種構(gòu)象混合的蛋白；

• SELCON3：對(duì)已知結(jié)構(gòu)參考庫依賴性較高；

• CDSSTR：兼顧不同蛋白類型的適用性與靈敏度。

這些算法可通過在線工具或?qū)Ｓ密浖瓿蓴M合，輸出α-螺旋、β-折疊、無規(guī)卷曲等結(jié)構(gòu)比例估計(jì)值。

四、CD光譜的典型應(yīng)用場(chǎng)景：從基礎(chǔ)研究到藥物開發(fā)

CD光譜不僅能用于靜態(tài)結(jié)構(gòu)分析，也能追蹤動(dòng)態(tài)過程，為多種科研與應(yīng)用場(chǎng)景提供結(jié)構(gòu)依據(jù)：

1、dànbáizhì折疊與熱穩(wěn)定性評(píng)估

通過變溫掃描（例如20–90°C），可繪制橢圓度隨溫度變化的曲線，從而得到熔點(diǎn)（Tm）與構(gòu)象轉(zhuǎn)變過程。

2、蛋白-配體/蛋白-蛋白相互作用分析

配體結(jié)合常導(dǎo)致蛋白構(gòu)象變化，CD光譜能快速捕捉這種結(jié)構(gòu)偏移，有助于推測(cè)結(jié)合位點(diǎn)或機(jī)制。

3、蛋白工程與突變體篩選

比較突變體與野生型蛋白的二級(jí)結(jié)構(gòu)，可初步判斷突變對(duì)蛋白構(gòu)象的影響，輔助定向進(jìn)化實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。

五、如何提升CD光譜實(shí)驗(yàn)的穩(wěn)定性與解析力？

為了zuì大程度發(fā)揮CD光譜的效能，建議從以下幾個(gè)方面著手優(yōu)化：

• 選擇高質(zhì)量樣品，確保蛋白單體均一、無沉淀；

• 合理設(shè)計(jì)緩沖體系，控制pH、離子強(qiáng)度及紫外背景；

• 配合其他結(jié)構(gòu)分析技術(shù)，如dànbáizhì質(zhì)譜、紅外光譜、差示掃描量熱等。

CD光譜作為一種經(jīng)典的結(jié)構(gòu)生物學(xué)工具，至今仍在dànbáizhì結(jié)構(gòu)初篩、構(gòu)象研究及穩(wěn)定性評(píng)估等領(lǐng)域發(fā)揮著bùkětìdài的作用。它簡(jiǎn)潔、高效、成本低的特點(diǎn)，使其成為實(shí)驗(yàn)室日常結(jié)構(gòu)分析的shǒuxuǎn方法之一。百泰派克生物科技結(jié)合CD光譜與蛋白組學(xué)、穩(wěn)定性分析平臺(tái)，構(gòu)建了適用于科研和生物醫(yī)藥開發(fā)的系統(tǒng)性蛋白結(jié)構(gòu)研究解決方案。歡迎聯(lián)系我們獲取更多定制化支持！

百泰派克生物科技特色項(xiàng)目

一、蛋白測(cè)序

百泰派克生物科技使用Thermo公司新推出的Obitrap Fusion Lumos質(zhì)譜儀及島津公司埃德曼降解測(cè)序系統(tǒng)對(duì)dànbáizhì序列進(jìn)行分析，提供基于質(zhì)譜的蛋白測(cè)序分析服務(wù)，包括對(duì)dànbáizhì的氨基酸組成分析，Nduāncèxù，Cduāncèxù和全序列分析，以及基于埃德曼降解的dànbáizhìN端序列分析服務(wù)。對(duì)于未知理論序列的dànbáizhì，提供基于從頭測(cè)序法的dànbáizhì從頭測(cè)序服務(wù)，對(duì)蛋白序列進(jìn)行分析。

※服務(wù)優(yōu)勢(shì)：

1.采用目前世界上優(yōu)良的質(zhì)譜儀器 Obitrap Fusion Lumos;

2.可實(shí)現(xiàn)對(duì)所測(cè)定靶蛋白序列 100% 的覆蓋;

3.可測(cè)定蛋白N端多達(dá) 70個(gè)氨基酸序列;

4.可測(cè)定多種形式的樣品: 蛋白溶液、PVDF 蛋白條帶;

5.樣品用量低: 蛋白樣品僅需 5-10ug，即可完成檢測(cè);

6.測(cè)序不受N端封閉，PEC和和糖基化等N端修飾的影響。

二、dànbáizhì組學(xué)

百泰派克生物科技采用Thermo Fisher的Orbitrap Fusion Lumos質(zhì)譜平臺(tái)結(jié)合Nano-LC，提供定量dànbáizhì組學(xué)、靶向dànbáizhì組學(xué)、多肽組學(xué)、翻譯后修飾蛋白組學(xué)等多種dànbáizhì組學(xué)分析服務(wù)。此外，百泰派克生物科技新推出基于timsTOF Pro的4Ddànbáizhì組學(xué)服務(wù)，助力微量樣本蛋白組學(xué)、大樣本群醫(yī)學(xué)及高通量修飾組學(xué)等研究工作。

※服務(wù)優(yōu)勢(shì)：

1 .高通量定量蛋白分析:多對(duì)照組大規(guī)模實(shí)驗(yàn)分析，發(fā)現(xiàn)新的生物標(biāo)記物;

2.體內(nèi)體外多種dànbáizhì標(biāo)記方法，適用于分析組織、細(xì)胞、血液等多種樣品;

3.質(zhì)譜分析靈敏度高，實(shí)驗(yàn)結(jié)果重復(fù)度高;

4.可檢測(cè)較低豐度蛋白，線性范圍廣;

5.zhuānyè生物信息學(xué)分析，分析更系統(tǒng)準(zhǔn)確。

三、單細(xì)胞質(zhì)譜流式技術(shù)分析

百泰派克生物科技采用Fluidigm質(zhì)譜流式系統(tǒng)進(jìn)行單細(xì)胞質(zhì)譜流式技術(shù)分析，采用金屬元素標(biāo)記物（通常是金屬元素標(biāo)記的特異抗體）標(biāo)記細(xì)胞表面和內(nèi)部的分子，然后用流式細(xì)胞原理分離單個(gè)細(xì)胞，再用電感耦合等離子體質(zhì)譜（ICP-MS）分析單個(gè)細(xì)胞的原子質(zhì)量譜，zuì后將原子質(zhì)量譜數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為細(xì)胞表面和內(nèi)部的信號(hào)分子表達(dá)量。

※服務(wù)優(yōu)勢(shì)：

1.技術(shù)優(yōu)良，*技術(shù)空白

采用金屬標(biāo)記抗體技術(shù)，避免了傳統(tǒng)流式熒光通道少且易相互影響的問題?？稍趩渭?xì)胞層面上對(duì)多種指標(biāo)同時(shí)進(jìn)行表征，百泰派克生物科技可做到同時(shí)檢測(cè)51個(gè)目標(biāo)蛋白。

2.分析數(shù)量大，成本較低

單細(xì)胞RNAseq受成本等因素限制，所有樣本細(xì)胞匯總的分析數(shù)目一般在2x10^4個(gè)左右，而流式質(zhì)譜技術(shù)一次（單樣本）就可分析至少10^5的細(xì)胞，實(shí)現(xiàn)了數(shù)量級(jí)的提高，且成本不高于單細(xì)胞RNAseq。

3.應(yīng)用前景大

①流式質(zhì)譜結(jié)果可以給出細(xì)胞亞群的變化，在臨床診斷、疾病機(jī)制研究等方面具有極大的研究前景；

②將金屬標(biāo)簽技術(shù)與其他技術(shù)結(jié)合會(huì)有新應(yīng)用方向。除常規(guī)蛋白外，質(zhì)譜流式細(xì)胞技術(shù)還可用于蛋白翻譯后修飾；

③可檢測(cè)細(xì)胞存活率、細(xì)胞大小、mRNA轉(zhuǎn)錄子表達(dá)量、DNA合成速率以及蛋白酶活性等。

四、基于高精度質(zhì)譜的免疫多肽組學(xué)分析及新抗原發(fā)現(xiàn)

百泰派克生物科技的基于高精度質(zhì)譜的免疫多肽組學(xué)分析及新抗原發(fā)現(xiàn)一站式解決方案包括我們專有的、高度敏感的免疫肽富集和鑒定方案。我們能夠幫助您實(shí)現(xiàn)10,000個(gè)以上I型多肽和10,000個(gè)以上II型多肽的鑒定和識(shí)別。通過我們優(yōu)化的高通量免疫多肽組學(xué)分析平臺(tái)進(jìn)行免疫肽組學(xué)分析，可從zuì小的樣品材料中進(jìn)行可重復(fù)的識(shí)別和定量。該服務(wù)可以應(yīng)用于大規(guī)模的研究，旨在助力科研工作者尋找癌癥、免疫疾病及傳染病的解決方案，深入挖掘未知的靶標(biāo)。

五、生物藥物表征

百泰派克基于高分辨率質(zhì)譜技術(shù)，MALDI TOF，高效色譜分離技術(shù)，提供一系列完善的生物藥物分析方案，從dànbáizhì、多肽、抗體、疫苗等生物制品的氨基酸組成和一級(jí)結(jié)構(gòu)分析，到產(chǎn)品變異性和純度分析。旨在提供優(yōu)質(zhì)生物藥物分析服務(wù)，幫助生物醫(yī)藥生產(chǎn)商提高生物藥物品質(zhì)。

百泰派克生物科技七大檢測(cè)平臺(tái)

百泰派克生物科技-生物制品表征，生物質(zhì)譜多組學(xué)優(yōu)質(zhì)服務(wù)商

北京百泰派克生物科技有限公司致力于為生物/制藥和醫(yī)療器械行業(yè)提供質(zhì)量控制檢測(cè)和項(xiàng)目驗(yàn)證等zhuānyè服務(wù)。公司實(shí)驗(yàn)室遵循NMPA、ICH、FDA和EMA等的法規(guī)和指導(dǎo)原則，通過CNAS/ISO9001雙重質(zhì)量體系認(rèn)證，建立了完備的質(zhì)量體系，數(shù)據(jù)冷熱/異地備份，設(shè)備定期計(jì)量/期間核查，軟件審計(jì)追蹤，為客戶提供一體化解決方案和技術(shù)服務(wù)，支持新藥研發(fā)、藥物申報(bào)注冊(cè)和生產(chǎn)放行。

1.公司采用ISO9001質(zhì)量控制體系，zhuānyè提供以質(zhì)譜為基礎(chǔ)的CRO檢測(cè)分析服務(wù)；

2.獲國(guó)家CNAS實(shí)驗(yàn)室認(rèn)可，為客戶提供符合全球藥政法規(guī)的藥物質(zhì)量研究服務(wù)；

3.業(yè)務(wù)范圍覆蓋dànbáizhì組學(xué)、多肽組學(xué)、代謝組學(xué)、生物藥物表征、單細(xì)胞分析、單細(xì)胞質(zhì)譜流式、生信云分析以及多組學(xué)生物質(zhì)譜整合分析等；

4.七大質(zhì)量控制檢測(cè)平臺(tái)，滿足您一站式服務(wù)需求；

5.服務(wù)3000+企業(yè)，10000+客戶的選擇；

6.致力于為您提供優(yōu)質(zhì)的生物質(zhì)譜分析服務(wù)!

如何使用CD光譜分析蛋白質(zhì)二級(jí)結(jié)構(gòu)？全面指南檢測(cè)技術(shù)服務(wù)詳情介紹