胆固醇是动物细胞膜中的重要脂质成分，与多种蛋白质存在相互作用。然而，由于胆固醇在水中的溶解度低，传统研究方法存在局限性。2022年发表“Cholesterol Chip for the Study of Cholesterol–Protein Interactions Using SPR”利用SPR技术研究胆固醇与蛋白质的相互作用，揭示其动力学特性。

本研究合成生物素化胆固醇，将其固定在链霉亲和素（SA）芯片上，通过SPR技术测量不同浓度的Hedgehog（Hh）和PTP1B蛋白与胆固醇的结合动力学，得到结合速率常数（ka）、解离速率常数（kd）和解离常数（KD）。

结合速率常数（ka）：通过比较不同蛋白质浓度下的结合速率（即RU增加的速度），可以拟合出结合速率常数。ka值越大，表示结合速率越快。

解离速率常数（kd）：解离相反映了蛋白质从胆固醇表面解离的速度。通过拟合解离过程，可以得到解离速率常数kd。kd值越大，表示解离速率越快。

解离常数（KD）：KD是评价蛋白质与胆固醇结合亲和力的关键参数，它等于解离速率常数与结合速率常数的比值（KD = kd / ka）。KD值越小，表示结合亲和力越强。

SPR实验的关键步骤

样品准备：合成生物素化胆固醇。同时，准备待测的胆固醇结合蛋白样品。

实验设置：将SA芯片安装到SPR仪器上，设置实验参数，如流速、注射时间等。并将生物素化胆固醇固定在链霉亲和素（SA）芯片上。

数据收集：将不同浓度的胆固醇结合蛋白样品依次注射到芯片表面，通过SPR仪器实时监测蛋白质与胆固醇的结合过程。

SPR实验结果分析

Hh与胆固醇的相互作用：结合速率常数ka为1.81×10⁵ （±500）（1/Ms），解离速率常数kd为2.60×10^-3（±1.20×10^-4）（1/s），解离常数KD约为14 nM。

PTP1B与胆固醇的相互作用：结合速率常数ka为1.33×10⁴ （±220）（1/Ms），解离速率常数kd为1.9×10^-3 （±7.4×10^-6）（1/s），解离常数KD约为85 nM。

SPR实验的优势

实时监测：SPR技术可以实时监测生物分子间的相互作用过程，无需对样品进行标记或处理。

高灵敏度：SPR仪器对折射率的变化非常敏感，可以检测到纳摩尔级别的生物分子相互作用。

样品需求量少：与核磁共振（NMR）或X射线晶体学等方法相比，SPR技术具有样品需求量少、实时测量动力学参数等优势。

研究结论：成功合成了生物素化胆固醇并将其固定在SA芯片上，通过SPR技术研究了胆固醇与Hh和PTP1B的相互作用动力学。

该方法为研究胆固醇与其他蛋白质的相互作用提供了新的途径，有望促进对胆固醇生物学功能的深入理解。

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