微量热泳技术(MicroScale Thermophoresis, MST)是一种高灵敏度、低样品消耗的生物分子相互作用分析技术,自2009年由德国
NanoTemper
公司商业化以来,已广泛应用于药物发现、基础生物学、诊断开发等领域。其核心优势在于在接近生理条件下直接测量溶液中分子的结合行为,无需固定或标记(可选),且对缓冲液兼容性极强。
MST 的主要应用领域
1. 药物发现与筛选
小分子-靶点蛋白结合:
测定先导化合物 KdKd (pM–mM 范围);
支持片段筛选(Fragment-Based Drug Discovery, FBDD)。
优势:
可在含 DMSO(≤10%)、甘油、去垢剂的缓冲液中测试;
适用于难溶小分子(因用量少)。
案例:激酶抑制剂筛选中,MST 成功率高于 SPR(因激酶易在芯片上失活)。
2. 蛋白质-蛋白质相互作用(PPI)
研究信号通路、复合物组装、抗体-抗原结合等;
可检测弱相互作用( Kd>100 μMKd>100 μM ),这是 ITC/SPR 的难点。
技巧:用 His-tag 蛋白 + Ni-NTA 毛细管,实现免标记检测。
3. 蛋白质-核酸相互作用
转录因子-DNA/RNA 结合;
RNA 适配体(aptamer)筛选;
表观遗传修饰识别(如甲基化 DNA 结合蛋白)。
优势:无需放射性标记,比 EMSA 更定量。
4. 离子/代谢物-蛋白结合
金属离子(Ca²⁺、Zn²⁺)、辅因子(ATP、NADH)、代谢物与酶的结合;
因 MST 对电荷变化敏感,特别适合离子结合研究。
示例:钙调蛋白(Calmodulin)与 Ca²⁺ 的 KdKd 测定。
5. 复杂体系中的互作检测
MST z大优势之一:耐受复杂生物基质。
6. 突变体/修饰体功能表征
比较野生型 vs 突变体蛋白的结合能力;
研究磷酸化、乙酰化等翻译后修饰对互作的影响。
输出: KdKd 变化倍数 → 功能影响程度。
7. 诊断与生物传感开发
开发基于 MST 的高灵敏度检测平台;
用于检测疾病标志物(如 miRNA、细胞因子)。
优势:单次检测仅需 4–10 μL 样本,适合稀有临床样本。
来源:网络