CIQTEK EPR200M、フランスのボルドー大学で査読付きタウ膜研究を実現

主な調査結果と価値の概要

本質的に無秩序なタンパク質が生体膜とどのように相互作用するかを理解することは、生物物理学における長年の課題である。最近発表された研究では、 生物物理化学 （2026, 329:107550）、 ヤン・フィシュー博士 そして彼のチームは ボルドー大学（フランス） 、強力な 定量EPR分光法 直接測定する方法 タウタンパク質と脂質の相互作用 彼らのアプローチは間接的なプローブや相対的な蛍光シグナルに依存せず、遊離タンパク質集団と膜結合タンパク質集団の両方を正確かつ絶対的に定量化することを可能にします。

使用して CIQTEK EPR200M ベンチトップ Xバンド EPR 分光計 研究チームは、 タウタンパク質 負に帯電した脂質膜への結合、遊離および結合タンパク質集団の絶対濃度の抽出、そして最小限の実験入力による結合親和性の決定。本研究は、タウと膜の相互作用に関する重要なメカニズムの知見を明らかにするだけでなく、 CW EPR 複雑な生物システムの定量分析に。

背景：タンパク質と脂質の相互作用を定量化することがなぜ難しいのか

タンパク質-脂質相互作用は、細胞シグナル伝達、膜組織化、そして病的タンパク質の凝集において中心的な役割を果たします。アルツハイマー病などの神経変性疾患では、タウタンパク質と細胞膜との相互作用が、病的凝集を引き起こす重要な初期段階のイベントであると考えられています。

これらの相互作用の重要性にもかかわらず、定量的な特性評価は依然として困難です。生体膜は不均一で動的であり、実験条件に非常に敏感です。相互作用自体はしばしば弱く、一過性であり、複数のコンフォメーション状態を伴います。蛍光アッセイや比色アッセイなどの従来の方法では、通常、相対的なシグナルしか得られず、追加の不確実性をもたらす検量線が必要となります。

EPR分光法 根本的に異なるアプローチを提供します。スピン標識分子のダイナミクスを直接調べることで、 定量的EPR 分子の運動、結合、および立体構造の制限を高感度かつ正確に観察できるため、タンパク質と脂質の相互作用を正確に判定できます。

スペクトル線の形状から分子結合ダイナミクスまで

タウは本質的に無秩序なタンパク質であり、脂質膜との相互作用は、大きな構造変化ではなく、分子運動性の微妙な変化を伴う。そのため、 CW EPR この問題に特に適しています。

タウタンパク質は部位特異的スピン標識（SDSL）を用いて部位特異的に標識された。連続波EPRスペクトルは CIQTEK EPR200M POPS 多層小胞 (MLV) の濃度を増加させながら、室温および 150 K で実験を行いました。

遊離タウは、本質的に無秩序なタンパク質に特徴的な、速い等方性運動（τc ≈ 0.383 ns）に対応する、狭く対称的な3線スペクトルを示します。POPS濃度が増加すると、スペクトルの広がりと回転相関時間の延長（最大2.25 ns）は、膜結合時にタウの運動が徐々に制限されることを示唆しています。

図1. (A) POPS MLV の濃度を増加しながら滴定中のスピン標識タウの室温 CW-EPR スペクトル。徐々に線形が変化することがわかります。
(B) 25 mM POPS MLV の有無 (青) および存在下 (赤) でのスピン標識タウの凍結状態 (150 K) EPR スペクトルとシミュレーション。
(C) 自由環境におけるタウモノマーの室温 EPR スペクトル。
(D) 制限環境下におけるタウモノマーの室温EPRスペクトル。タウ濃度は50μM。自由環境は緩衝液中のタウに相当し、制限環境はMLVを含む溶液中のタウに相当する。

2成分スペクトルデコンボリューションによる絶対定量

この研究の重要な進歩は、絶対定量化のために EPR 信号強度を使用したことです。 信号強度は不対電子の数に正比例するため、較正標準なしで遊離タンパク質と結合タンパク質の濃度を正確に測定できます。

高いベースライン安定性と信号対雑音比を利用して、 CIQTEK EPR200M 実験スペクトルは、遊離成分と膜結合成分に線形分解されました。この2成分デコンボリューションにより、タンパク質の絶対濃度の計算が可能になり、ヒル型結合モデルの構築と見かけの解離定数（K_D）の決定のための確固たる基盤が提供されます。

図2. (A) 異なる POPS 濃度でのスピン標識タウの実験的 EPR スペクトル (黒) と対応するベストフィットシミュレーション (青から赤)。
(B) 自由成分（青）と結合成分（オレンジ色で塗りつぶした成分）へのスペクトル分解の例。

迅速かつ正確な親和性判定のための最小限の戦略

誤差伝播解析により、正確なK_D決定のための最適条件が特定された。タウ原子集団の約半分が結合しているとき（θ ≈ 0.4–0.6）、実験の不確かさは最小となる。 EPR200M 完全な滴定結果と一致する見かけの解離定数を得るのに十分であり、実験時間と貴重なサンプルの消費量を削減します。

世界中のユーザーから信頼される信頼性の高いパフォーマンス

その CIQTEK EPR200M 安定したマイクロ波性能、高感度検出、そして信頼性の高い室温での動作を実証しています。これらの機能により、室温でのダイナミクス解析から低温での超微細構造解析まで、複雑な生物学的サンプルにおける再現性の高いデータ取得をサポートします。

ボルドー大学でのアプリケーションの成功は、CIQTEK 機器がヨーロッパおよび世界における最先端の生命科学研究を強力にサポートすることを裏付けています。

定量研究のためのCIQTEK EPRソリューション

CIQTEKは包括的な範囲を提供しています EPR機器 :

• XバンドCWおよびパルスシステム : ベンチトップ型または床置き型、可変温度、光、電気化学、およびインサイチューモジュールと互換性があります。

• 高磁場QバンドおよびWバンドシステム : 材料、量子状態、および高度な生物物理学的研究のためのより高い磁場とスペクトル分解能。

実証されたパフォーマンスにより、 CIQTEK EPR機器 設置されている ヨーロッパ、北米、アジア 世界中の何百もの研究機関や産業パートナーをサポートしています。