Proteoliposomes as tool for assaying membrane transporter functions and interactions with xenobiotics

doi:10.3390/pharmaceutics5030472

.2013年9月18日；5(3):472-97.

doi:10.3390/药剂学5030472。

蛋白脂质体作为检测膜转运蛋白功能和与外源性物质相互作用的工具

玛丽亚弗朗西丝卡¹, 洛伦娜·波奇尼, 尼古拉·贾格列戈里奥, 安娜玛丽亚·托纳齐, 塞萨尔·英迪维尔

附属公司

附属

¹卡拉布里亚大学生物化学和分子生物技术实验室，BEST系（生物、生态和地球科学），Via P.Bucci 4c，Arcavacata di Rende 87036，意大利。cesare.indiveri@unical.it。

PMID： 24300519
预防性维修识别码：项目经理3836619
内政部： 10.3390/药剂学5030472

蛋白脂质体作为检测膜转运蛋白功能和与外源性物质相互作用的工具

玛丽亚弗朗西丝卡等。药剂学. 2013.

.2013年9月18日；5(3):472-97.

doi:10.3390/药剂学5030472。

作者

玛丽亚弗朗西丝卡¹, 洛伦娜·波奇尼, 尼古拉·贾格列戈里奥, 安娜玛丽亚·托纳齐, 塞萨尔·英迪维尔

附属

¹卡拉布里亚大学生物化学和分子生物技术实验室，BEST系（生物、生态和地球科学），Via P.Bucci 4c，Arcavacata di Rende 87036，意大利。cesare.indiveri@unical.it。

PMID： 24300519
预防性维修识别码：项目经理3836619
内政部： 10.3390/药剂学5030472

摘要

蛋白脂质体是研究膜转运蛋白的一种合适的最新工具，膜转运蛋白在生理上调节营养物质和代谢物的吸收、排泄、运输和再吸收。使用最近开发的重组策略，可以在没有其他干扰分子系统的情况下，以与细胞膜相同的方向将转运体插入人工双层中。这些方法非常适合研究动力学参数和分子机制。在线粒体转运蛋白首次应用后，在过去十年中，通过优化方法获得的蛋白质脂质体被用于研究质膜转运蛋白，并确定其功能和动力学特性以及结构/功能关系。获得了大量信息，澄清并完善了对几种转运体的认识，其中OCTN亚家族成员、中性氨基酸转运体、B0AT1和ASCT2等。转运蛋白可以介导底物类衍生物或药物的吸收，提高其生物利用度，或者可以与这些化合物或其他外源性物质相互作用，导致副作用/毒性作用。因此，蛋白质脂质体最近被用于研究某些质膜和线粒体转运体与汞、过氧化氢和某些药物等有毒化合物的相互作用。已确定了几种机制，在某些情况下，已确定了负责相互作用的氨基酸残基。所获得的数据表明，蛋白质脂质体是一种新的、潜在的重要药物发现工具。

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数字

图1
膜蛋白的功能分类。通道用绿色和I表示^(±)代表易位的离子。S代表初级和次级活性转运体中的转运基质。强调了初级活性转运体的ATP水解作用。描述了次级活性转运蛋白的转运机制（单端口、同端口和反端口）。在交配方案中，X⁺表示通用阳离子，其浓度差驱动运输。在反端口方案中，S’表示驱动矢量反应的反底物。

图2
蛋白质脂质体制备方法简图。(一)冻融超声的四个步骤：(1)预成型脂质体与蛋白质和洗涤剂的混合物；(2)液体N中混合物的冻结₂随后囊泡膜破裂；(三)在0°C下缓慢解冻，导致溶解在洗涤剂中的蛋白质插入膜中；(4)温和的超声步骤（脉冲模式下的低能量）有助于蛋白质脂质体的密封；(B类)柱上循环色谱：显示洗涤剂、磷脂和蛋白质的混合胶束；洗涤剂和磷脂分别由一个橙色亲水头和一个或两个碳链表示。将重组混合物通过含有疏水树脂（Bio-Beads）的色谱柱10–20次。这导致洗涤剂被去除，并形成含有蛋白质的脂质体进入膜双层（蛋白质脂质体）。

图3
蛋白质脂质体中外源性转运蛋白相互作用研究的工作计划。当被测分子对转运活性有影响时，用IC进行剂量反应实验₅₀测量。对于显示IC的化合物₅₀低于30μM时，继续进行分析，以评估动力学参数。推导了竞争（comp）或非竞争（non-comp）的抑制机制，并计算了Ki。生物信息学有助于获得同源结构模型，通过定点突变（当重组蛋白可用时）和/或特定氨基酸残基的化学靶向性进一步验证。该方法与抑制分析相结合，与分子机制的确定相一致。

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