SPR分子垂钓

SPR分子垂钓技术简介

SPR分子垂钓（SPR-based Fishing或Affinity Capture-MS）是基于表面等离子共振（SPR）技术开发的高效互作分子发现方法，通过将目标蛋白（“诱饵”）固定在传感器芯片表面，从复杂生物样本（如细胞裂解液、中药提取物、血清等）中特异性捕获结合分子，结合质谱鉴定未知互作配体。

SPR垂钓策略

SPR分子垂钓的策略说起来也简单，就像我们钓鱼一样，把你的A蛋白作为“鱼饵”固定在芯片上，去钓取细胞粗提液中与“鱼饵”结合的未知分子，然后再通过质谱鉴定钓得的未知分子就可以了。此种策略在方法学上具有样品消耗量小、无需对样品化学标记、能实时监测生物分子间的相互作用等优势。

核心优势

• 高特异性：仅捕获与诱饵直接互作的分子，显著降低假阳性
• 保留天然状态：溶液相样品无需标记，维持分子天然构象和翻译后修饰
• 兼容复杂基质：可直接分析血清、植物提取物、细胞裂解液等浑浊样品
• 活性导向筛选：捕获的分子具有生物活性（如酶抑制剂、受体激动剂），加速药物先导化合物发现

与常规SPR的差异

典型应用场景

（1）药物活性成分挖掘

案例：从中药复方中筛选β-淀粉样蛋白（Aβ）抑制剂

固定Aβ蛋白为诱饵 → 流经黄连解毒汤提取物 → 捕获结合分子 → 质谱鉴定出去氢土莫酸、黄柏碱等活性成分 → SPR验证KD=10⁻⁶~10⁻⁸ M。

价值：避免传统分离纯化的活性成分丢失，直接锁定有效分子。

（2）受体配体互作发现

案例：鉴定新冠病毒S蛋白新型结合配体

固定S蛋白RBD结构域 → 流经人肺组织裂解液 → 捕获未知宿主因子 → 质谱发现新型受体LRTM1 → 功能验证其促进病毒入侵。

（3）毒性物质作用靶点解析

案例：环境毒素TCDD（二噁英）的靶蛋白筛选

固定TCDD小分子 → 流经肝脏细胞裂解液 → 捕获结合蛋白 → 质谱鉴定出AhR（芳烃受体）→ 揭示毒性机制。

案例介绍

（1）A strategy of screening and binding analysis of bioactive components from traditional Chinese medicine based on surface plasmon resonance biosensor.

作者基于SPR的垂钓策略，将TNF-R1蛋白固定在芯片表面，钓取了芍药苷和丹皮酚两种小分子活性化合物，后续通过SPR检测亲和力常数证实了他们存在直接相互作用，并通过分子对接探究了具体的结合位点。

（2）High-affinity SOAT1 ligands remodeled cholesterol metabolism program to inhibit tumor growth.

SOAT1是已知治疗肝癌的靶点蛋白，研究人员想要借此筛选一种能够精准治疗肝癌的有效靶向药物。他们前期用分子对接初步筛选了了62个候选化合物。然后用SPR垂钓实验进一步筛选了3个与SOAT1结合最优的化合物，进而展示了它们在肝癌精准治疗中的临床潜力。