近日，法國波爾多大學（Univ. Bordeaux）Dr. Yann Fichou團隊在權威期刊Biophysical Chemistry上發(fā)表研究成果——《Development of an EPR-based methodology to study protein-lipid interaction》（Biophysical Chemistry, 2026, 329: 107550），為這一難題提供了創(chuàng)新的解決方案。該研究基于國儀量子臺式X波段電子順磁共振波譜儀EPR200M，開發(fā)出一種穩(wěn)健且高效的定量分析方法，不僅揭示了Tau蛋白與膜相互作用的分子機制，更展示了EPR技術在復雜生物體系定量分析中的卓越潛力。這也標志著國產(chǎn)高端科研儀器已成功應用于歐洲頂尖學術機構的生命科學前沿研究。

Tau蛋白異常聚集與阿爾茨海默病等神經(jīng)退行性疾病密切相關，其與細胞膜的動態(tài)交互被認為是病理觸發(fā)的關鍵 。由于該過程涉及弱親和力及構象異質(zhì)性，往往難以精確量化。EPR技術的獨特之處在于它對分子運動狀態(tài)（旋轉(zhuǎn)相關時間τc）極度敏感。

在該研究中，Dr. Yann Fichou團隊對Tau蛋白進行了定點自旋標記（SDSL），并利用國儀量子EPR200M在室溫和150K下系統(tǒng)采集了Tau在不同濃度POPS脂質(zhì)體環(huán)境中的CW-EPR譜圖，清晰觀測到Tau蛋白從“游離"到“受限"的動力學演變軌跡：

自由態(tài)的“靈動"：在無脂質(zhì)環(huán)境下，Tau蛋白表現(xiàn)出窄而對稱的特征三線譜，這意味著其處于高速旋轉(zhuǎn)狀態(tài)（τc ≈ 0.383 ns），符合其內(nèi)在無序蛋白的特性。

結合態(tài)的“沉穩(wěn)"：隨著脂質(zhì)濃度的增大，譜線發(fā)生顯著展寬，相關時間增加至 2.25 ns。這種變化直接勾勒出蛋白被膜表面“捕獲"后運動受限的生動過程。

圖1（A）室溫下標記的Tau的CW-EPR譜圖，滴定時POPS MLV濃度增加，顯示線形漸變。（B）冷凍狀態(tài)（150 K）的EPR譜圖及在25 mM POPS MLV缺失（藍色）和存在（紅色）下標記Tau的模擬譜。（C）室溫下自由環(huán)境中Tau單體的EPR譜。（D）室溫下受限環(huán)境下Tau單體的EPR譜。Tau濃度為50 μM。自由環(huán)境指的是緩沖區(qū)中的Tau，而受限環(huán)境對應于帶MLVs的解中的Tau。

該研究的核心突破在于利用EPR信號強度與未成對電子數(shù)成正比的特性，實現(xiàn)了無需標準曲線的絕對濃度測定。

雙組分譜圖解卷積：借助EPR200M優(yōu)異的基線穩(wěn)定性和高信噪比，研究者將實驗譜圖線性解卷積為“游離態(tài)p1"與“結合態(tài)p2"兩個獨立組分。

絕對濃度計算：不同于熒光或比色法，EPR信號不受樣品濁度干擾，可直接通過組分權重p1和p2計算出各狀態(tài)蛋白的絕對濃度。這為后續(xù)構建Hill協(xié)同結合模型并擬合親和常數(shù)提供了精準的數(shù)據(jù)基礎。

圖2（A）不同POPS濃度下標記Tau的實驗數(shù)據(jù)（黑色）和擬合度（藍色到紅色）。（B）實驗EPR光譜分解為游離組分（藍色）和結合組分（橙色填充）的示例。

基于精密的誤差傳播分析，研究團隊提出了一套具有實戰(zhàn)意義的“極簡數(shù)據(jù)策略"，這對于高通量篩選和珍貴樣品分析至關重要。

黃金測量窗口：研究發(fā)現(xiàn)，當結合分數(shù)θ處于 0.4-0.6（即一半蛋白被綁定）時，實驗誤差對親和力預測的影響降至最低。

一圖定KD：在已知模型的前提下，利用國儀量子EPR200M進行單次測量，即可獲得與完整滴定高度一致的表觀解離常數(shù)K50。這種高效性極大地縮短了實驗周期，節(jié)省了珍貴的生物樣品。

在本研究中，國儀量子EPR200M憑借其穩(wěn)定的微波系統(tǒng)、靈敏的信號檢測能力及可靠的室溫操作性能，確保了復雜生物樣品數(shù)據(jù)的可重復性與解析精度，有力地支撐了從室溫動力學模擬到低溫超精細耦合分析的全流程。法國波爾多大學團隊的成果證明：國產(chǎn)高端EPR設備在應對國際前沿生命科學挑戰(zhàn)中，已具備卓越的科研支撐力。

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