分子间相互作用分析 最新的ITC趋势

MicroCal产品的应用经理Verna Frasca使用Google Scholar进行了截至2018年6月30日涉及ITC的论文调查。她将报告调查结果。

在此以英文阅读此文章(英文原文)

什么是ITC ~分子间相互作用分析的金标准~

ITC被称为蛋白质、核酸、脂质等生物大分子分子间相互作用分析的金标准。其特点不仅在于能够求出结合强度,还能获取化学计量和热力学参数。

ITC的历史 ~世界上首次的ITC由MicroCal推出~

您是否知道MicroCal是世界上首次推出的ITC?

时光回溯到1987年。位于美国东海岸的诺森普顿的MicroCal LLC(现为Malvern Panalytical)从OMEGA系统开始销售。(令人惊讶的是,现役的OMEGA依然存在!)之后,1992年推出了MCS ITC,1998年推出了VP-ITC(目前仍在销售中!),2007年小容量化成功的iTC200面市。2004年开发了世界上第一台全自动的AutoITC,2008年推出了大幅改良的Auto-iTC200。2015年,硬件和软件都有进步的PEAQ-ITC、PEAQ-ITC Automated正式开始制造和销售。

全球各地成千上万的ITC正在生命科学领域的研究机构和小分子以及生物制药制造商中被使用。

ITC论文调查 ~使用ITC的论文数量取得显著增长~

通过Google Scholar每5年一次以“MicroCal + (ITC产品名称用‘or’列出)”进行搜索,得出了如下结果。

可以看到使用MicroCal ITC的论文数量急剧增加。

详细分析这些论文等,测量了不同类型的分子间相互作用。例如,蛋白质-小分子、蛋白质-蛋白质、蛋白质-DNA、抗原-抗体,以及酶与底物。ITC在评估小分子药物候选化合物与其靶标分子(主要是蛋白质)结合上通常被使用。此外,纳米颗粒、聚合物、膜、表面活性剂及胶束等领域的评估也在增加。

这些涉及超过350篇的出版物,其中在2015年1月至2018年6月底之间至少包含25篇使用MicroCal ITC系统的文献共32篇出版物。(四舍五入后的文献数)

Journal of Biological Chemistry (260); Scientific Reports (225); Nature Communications (135); Biochemistry (125); PloS One (100); Biochimica et Biophysica Acta (BBA) (85); Structure (85); Nucleic Acids Research (80); Proceedings of the National Academy of Sciences (80); International Journal of Biological Macromolecules (70); RSC Advances (70); Journal of Medicinal Chemistry (60); Journal of Molecular Biology (50); The Journal of Physical Chemistry B (50); Elife (45); Langmuir (45); Biochemical and Biophysical Research Communications (40); Nature Chemical Biology (40); ACS Chemical Biology(35); Chemistry-A European Journal (35); Biochemical Journal (30); Biophysical Journal (30); FEBS Letters (30); Journal of the American Chemical Society (30); Molecular Cell (30); Nature (30); Nature Structural and Molecular Biology (30); Protein Science (30); The FEBS Journal (30); ChemBioChem (25); Physical Chemistry Chemical Physics (25); The Journal of Chemical Thermodynamics (25);

杂志发表的ITC测量事例

介绍在不同杂志上发表的ITC测量事例。(均为英文)

寄生虫学报:使用等温滴定量热法测量獵物蛋白与弓形虫SAG1和SAG2的结合强度

AIDS:设计一种高效的HIV-1融合抑制剂靶向gp41口袋

过敏学:玉米几丁质酶A,强过敏原分子的特征化

麻醉学:使用高通量筛选发现一种新型的全身麻醉剂化学型别”

抗体:二聚化的β2-糖蛋白I第五结构域足以上调PMA处理的U937单核细胞的活性并需要两条磷脂结合环的完整残基

毒理学档案:全氟烷基金属酸与人肝脂肪酸结合蛋白的相互作用

生物工程与转化医学:使用PEG化脂质的囊泡包封siRNA靶向HPV感染的宫颈癌细胞,并研究siRNA与聚乙烯亚胺复合的作用

生物医学与药物治疗:靶向皮层蛋白富含脯氨酸的螺旋段和肌动蛋白结合区的纳米体下调SCC-61癌细胞中的侵袭足形成和基质降解

血液:奎宁依赖的抗体结合血小板整合素αIIbβ3的结构基础

乳腺癌研究:棉酚通过双重靶向MDM2和VEGF在人乳腺癌中的抗癌作用

Cell Host & Microbe:尽管序列多样性巨大,仍然保留了PfEMP1家族的EPCR结合能力,且与儿童严重疟疾有关

大脑皮层:在缺失SOCS6和SOCS7的情况下,皮层层反转与Reelin信号通路的失调

毒物化学研究:家居灰尘中的甲状腺激素受体干扰物的识别与分子交互研究

选择化学:关于选定的MO2纳米粒子与Galactomannan生物聚合物之间的相互作用能量的ITC研究

ChemNanoMat:PEG化对多价结合的影响:一种使用表面等离子子共振和等温滴定量热法的研究,涉及结构多样化的PEG-树状GATG共聚物

手性:手性聚合物纳米粒子的等温滴定量热法

临床与转化肿瘤学:选择用于检测HER2阳性癌的人体表皮生长因子受体2细胞外结构域的DNA适配体

Cogent Biology:从杏仁中分离纯化植泡苷抑制剂: 生物化学、生物物理和免疫学特征化

胶体与聚合物科学:溶菌酶在pH响应性PnBA-b-PAA聚合物纳米粒子上的吸附:使用停止流SAXS和ITC的研究

极端微生物:超高温单链DNA结合蛋白的高亲和力RNA结合

香料香精杂志:基于β-环糊精主人-客人复合分离肉桂醛乙酸烯丙酯与肉桂醛

食品化学:中色蛋白对葡萄酒黄酮类化合物和唾液蛋白相互作用影响的研究

国际食品研究:使用ITC和对接模拟模型评估氯原酸和咖啡提取物的丁酰胆碱酯酶抑制活性

农业与食品化学杂志:乙醇浓度影响的葡萄酒单宁与羟脯氨酸结合机制研究在模型酒中的表现

结核病:研究2-氨基嘌呤金属配合物抑制潜力对结核分枝杆菌蛋白激酶的作用

水、空气和土壤污染:通过多光谱和热力学方法探讨Cu2+对污泥水解影响和与木聚糖酶的相互作用机制

2015年以后发表的以下出版物中包含使用MicroCal ITC的协议章节。

AMPK (分子生物学方法,卷1732):NMR和ITC在AMPK β-亚单位碳水化合物结合模块的糖结合动力学研究中的应用

抗菌肽 (分子生物学方法,卷1548):研究抗菌宿主防御肽引起的膜相互作用和扰动的量热法

药物发现的应用生物物理学:药物发现中的热力学

生物量热学 (方法学,卷76):

生物量热学: 基础和当代方法

真核细胞表面大分子化学角色 (实验医学与生物学进展,卷842):O-酰化胆碱与主要牛液浆蛋白PDC-109相互作用的生物物理特征化

c-Di-GMP 信号传导 (分子生物学方法,卷1657):使用等温滴定量热法测定C-di-GMP结合蛋白的表观解离常数(Kd)和相互作用的化学计量(n

量热法 (酶学方法,卷567)

当前核酸化学协议:核酸的量热法

预制剂设计和药物输送中的赋形剂应用:药物赋形剂相互作用

半乳糖结合素:通过等温滴定微量量热法分析凝集素和粘蛋白之间的相互作用” https://link.springer.com/protocol/10.1007/978-1-4939-1396-1_5

糖胺聚糖:使用等温滴定量热法测定蛋白质与糖胺聚糖相互作用的热力学参数”

体外突变 (分子生物学方法,卷1498):使用生物化学和生物物理方法研究定向突变对酶活性和蛋白质之间相互作用的影响

硫的分子生理学和生态生理学:使用NMR光谱学和等温滴定量热法于不同氯化钠浓度研究铁氧化还原蛋白和亚硫酸还原酶的蛋白质-蛋白质相互作用

核酸适配体 (分子生物学方法,卷1380):通过等温滴定量热法测定小分子-适配体结合无标签解离常数

核酸晶体学 (分子生物学方法,卷1320):等温滴定量热法:RNA-配体复合物结晶的辅助

聚合物胶束:Pluronic P123 (EO20PO70EO20)两性嵌段共聚物在水性乙基氨基硝酸盐(EAN)溶液中的胶束化热力学

钾通道 (分子生物学方法,卷1684):使用等温滴定量热法的离子结合运输蛋白研究

Semaphorin信号方法 (分子生物学方法,卷1493):通过凝胶过滤、表面等离子共振光谱法和等温滴定量热法表征Plexin GTP酶间的相互作用

SH2结构域 (分子生物学方法,卷1555):SH2结构域配体亲和力的量热测量

药物结合的热力学和动力学: “碳酸酐酶抑制剂的热力学分析

维生素C:维生素C包封于β-环糊精中的先进及调节性释放”

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