合成納米盤是小圓盤形結構，由通過合成聚合物環(huán)結合在一起的細胞膜磷脂組成。它們提供了細胞膜中天然膜蛋白環(huán)境的移動，幾乎相同的拷貝。因此，它們規(guī)避了增溶去垢劑的問題，使我們能夠穩(wěn)定和分離處于活性狀態(tài)的膜蛋白，以進行進一步的科學研究。
有幾種不同的聚合物可用于制造合成納米盤。每個都有自己的優(yōu)點和缺點
DIBMA
SMA
AASTY
AMPHIPOL
合成聚合物如何形成膜蛋白的納米盤？
細胞膜為我們最重要的蛋白質組之一：膜蛋白質組提供了環(huán)境。它們分為外周蛋白和整型蛋白，都具有某種疏水性，阻礙了正常條件下的溶解。
問題在于，當這些疏水區(qū)域與水或其他親水介質接觸時，膜蛋白的3D結構會崩潰，從而失去其功能。
為了避免這種情況發(fā)生，蛋白質科學家傳統(tǒng)上使用洗滌劑來掩蓋膜蛋白質的脆弱部分。但是基于洗滌劑的方法也有其自身的一系列問題，例如耗時的篩選過程或3D結構干擾。
然而，合成聚合物能夠從其單體中形成聚合物鏈，插入到所需膜蛋白周圍的細胞膜中（參見 無花果。2，頂部的紅色線）。就像餅干切割機一樣，膜蛋白從膜中溶解，聚合物使膜蛋白在新形成的納米盤中保持穩(wěn)定。
相應的親和色譜步驟可以精確分離穩(wěn)定的目標蛋白并進行進一步的科學分析。
DIBMA :DIBMA是二異丁烯-馬來酸的縮寫。它形成的合成納米盤被稱為“DIBMA-脂質-顆粒"，簡稱DIBMALP。它與此處介紹的所有其他聚合物共享相同的協(xié)議。
為什么要選擇DIBMA？
DIBMA比SMA和AASTY有一個關鍵優(yōu)勢。通過比較圖4和圖7可以看出，DIBMA缺少其他兩種聚合物具有的芳香環(huán)。這有很大的意義。
與SMA和AASTY相比，DIBMA不吸收波長為280nm的光。這一點至關重要，因為該波長也用于通過吸光度測量進行蛋白質定量。SMA和AASTY納米盤不能用于此目的，因為它們的芳香環(huán)會扭曲蛋白質定量的測量結果。
為什么不應該使用DIBMA？
對DIBMA的最大反駁是，與SMA和AASTY相比，它的溶解率可能更低。這意味著（平均）DIBMA納米盤 - 也稱為DIBMALP - 導致比其他合成聚合物更少的穩(wěn)定膜蛋白。
但是，這只是一個經(jīng)驗法則。與其他聚合物相比，一些蛋白質確實以更高的速率溶解DIBMA。另一個原因 篩分 將永遠保持重要。
DIBMA與洗滌劑的比較
長期以來，膜蛋白背后的科學依賴于去垢劑進行增溶和穩(wěn)定。然而，DDM或LMNG等洗滌劑也存在一系列問題?？梢员苊鈱φ_洗滌劑進行耗時的篩選過程，并且需要不斷將其添加到所有緩沖液中。但這適用于所有合成納米盤。
圖5顯示了使用DDM洗滌劑的DIBMALP和相同構建體之間穩(wěn)定目標膜蛋白的量?？梢郧宄乜吹?，DDM在所需的kDA值約為40-60 kDa時具有更少的特定頻段。
為什么不應該使用DIBMA？
對DIBMA的最大反駁是，與SMA和AASTY相比，它的溶解率可能更低。這意味著（平均）DIBMA納米盤 - 也稱為DIBMALP - 導致比其他合成聚合物更少的穩(wěn)定膜蛋白。
但是，這只是一個經(jīng)驗法則。與其他聚合物相比，一些蛋白質確實以更高的速率溶解DIBMA。另一個原因 篩分 將永遠保持重要。
DIBMA與洗滌劑的比較
長期以來，膜蛋白背后的科學依賴于去垢劑進行增溶和穩(wěn)定。然而，DDM或LMNG等洗滌劑也存在一系列問題?？梢员苊鈱φ_洗滌劑進行耗時的篩選過程，并且需要不斷將其添加到所有緩沖液中。但這適用于所有合成納米盤。使用DDM洗滌劑的DIBMALP和相同構建體之間穩(wěn)定目標膜蛋白的量。可以清楚地看到，DDM在所需的kDA值約為40-60 kDa時具有更少的特定頻段。
DIBMA 的類型
有不同類型的DIBMA需要區(qū)分。
不同的緩沖 DIBMAS - TRIS 或 HEPES 緩沖液
不同長度的 DIBMA - DIBMA 10 和 12 構建不同的大型聚合物鏈
不同電荷的DIBMAS-使DIBMAS對二價陽離子的耐受性更高 甘油和氨基葡萄糖基團已連接到原始DIBMA結構上
SMA是苯乙烯馬來酸酐的縮寫。它形成的合成納米盤被稱為“SMA-脂質-顆粒"，簡稱SMALP。
為什么要選擇SMA？
SMA是用于制造合成聚合物的時間最長的聚合物。因此，SMA擁有成功溶解膜蛋白的最佳成熟數(shù)據(jù)庫。足以催生自己的科學界， SMALP 網(wǎng)絡。
與DIBMA相比，SMA具有更高的膜蛋白溶解率。這意味著，與DIBMALP相比，使用SMALP可以獲得更多的膜蛋白。
為什么不應該選擇SMA？
如圖7所示，SMA含有芳香環(huán)。這導致SMA吸收波長為280nm的光。該波長通常用于定量蛋白質。因此，由SMALP溶解的膜蛋白不能以這種方式定量，因為SMALP會扭曲測量。 迪布馬 沒有這個問題。
AASTY
聚（丙烯酸-共苯乙烯），AASTY，或SAA，是由丙烯酸和苯乙烯組成的高度交替的共聚物。
AASTY非常適合天然脂質納米盤，可有效從哺乳動物、細菌和酵母系統(tǒng)中提取膜蛋白（1，2）。AASTY在天然納米盤制備中的使用是由Anton Autzen博士和Henriette Autzen博士與斯坦福大學的Appel研究小組和加州大學舊金山分校的Yifan Cheng實驗室合作開發(fā)的。
為什么要使用AASTY
苯乙烯和丙烯酸的反應性比允許共聚物中高度交替的單體序列（1）。這意味著它們比不均勻的共聚物更均勻，并且可能更有效。
多余的AASTY共聚物可以在納米盤形成后通過透析去除（3）。這是因為聚合物分子量分布的分散性低，分子量在用于合成AASTY的可逆加成-破碎鏈轉移反應中得到高度控制。圖 9 對此進行了說明。
為什么不使用AASTY
使用陰離子共聚物時的主要挑戰(zhàn)之一是它們對二價陽離子的敏感性：過高的二價陽離子濃度會導致共聚物沉淀，從而喪失功能。作為一種陰離子共聚物，AASTY對二價陽離子敏感。這種靈敏度取決于共聚物中的丙烯酸含量，可以通過添加越來越多的鹽（如KCl和NaCl）來進一步降低（3）。AASTY共聚物可耐受更高濃度的鎂2+ 比卡2+，無論是在納米盤中還是在沒有脂質的情況下.
AMPHIPOLS
AMPHIPOLS是“兩親聚合物"的縮寫。
兩棲酚可以看作是使用聚合物進行膜蛋白穩(wěn)定的第一個重大成功。他們第一次提到這種用途來自 特里貝特等人，1996年。 當時，兩棲酚是穩(wěn)定膜蛋白的洗滌劑的替代品。但是片棲動物的不斷發(fā)展導致了所謂的 超溶質™兩棲動物。如前所述，兩棲動物的歷史可以追溯到1996年。當時，兩棲動物只能穩(wěn)定膜蛋白，但不能溶解膜蛋白。這第一個任務仍然需要用洗滌劑來完成，類似于 MSP 納米盤.但最近的發(fā)展改變了這種狀況。新型Ultrasolute™ Amphipols以快速簡便的方式結合了這兩個步驟，可與我們的其他合成聚合物相媲美。
為什么要使用超溶™兩棲動物？
兩棲聚合物結合了其他合成納米盤聚合物的兩個優(yōu)點。首先，它們對膜蛋白的增溶效率至少與SMA相當。同時，與SMA相比，它在280nm波長處沒有值得注意的吸收，與DIBMA相比，它的吸收甚至更少。因此，它不會干擾體積排阻色譜或蛋白質定量測量。
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