生物素化的RAFT苯乙烯/马来酸共聚物在膜蛋白生物传感器应用中的研究

《ACS Applied Polymer Materials》：Biotinylated RAFT Styrene/Maleic Acid Copolymers for Biosensor Applications of Membrane Proteins

生物素化SMA嵌段共聚物通过温和聚合形成均一纳米盘，可高效稳定包被含胆固醇的膜蛋白脂质体，保持GHSR受体活性，表面等离子共振证实特异性结合。该法制备过程无需后修饰，实现分子末端功能化均一性。

　　

我们报道了使用生物素-PEG_n修饰的转移剂进行生物素化苯乙烯/马来酸酐（SMAnh）共聚物的RAFT聚合反应。这些聚合物的聚合度在32到45之间，摩尔质量分布较窄，范围为4000至7000 g mol^–1，分散度（D?）约为1.20。SMAnh的水解产生了水溶性苯乙烯/马来酸（SMA）共聚物，这些共聚物形成的胶束平均直径为9–13纳米。研究发现，生物素化与非生物素化的SMA共聚物以1:1的比例可以溶解由完全饱和的两性离子磷脂构成的囊泡，从而形成脂质双层纳米盘。进一步实验表明，这些聚合物混合物同样能够溶解含有10摩尔%胆固醇的不饱和两性离子和阴离子磷脂组成的蛋白脂质体，以及分别含有黑皮质素2受体辅助蛋白2（MRAP2）或人胃饥饿素受体（GHSR）的单跨膜和多跨膜蛋白的蛋白脂质体。与DIBMA共聚物相比，生物素化与非生物素化的SMA混合物在溶解这些蛋白脂质体方面表现更为有效。溶解后，所得的生物素化纳米盘能够高效且特异性地固定在链霉亲和素包被的表面上，这一过程通过表面等离子体共振（SPR）光谱得到了验证。重要的是，使用生物素化SMA固定纳米盘并未影响GHSR的药理性质。从化学角度来看，我们的方法确保了聚合物末端链的均匀功能化，克服了聚合后修饰的局限性。从应用角度来看，生物素化SMA共聚物为在天然脂质环境中固定膜蛋白提供了稳定且多用途的平台，适用于生物传感和配体筛选等应用，无需直接对蛋白质进行修饰。