分子動(dòng)力分析為什么離不開分析互作儀

一、動(dòng)力學(xué)分析的核心需求 :捕捉動(dòng)態(tài)相互作用

動(dòng)力學(xué)分析的本質(zhì)是研究分子、細(xì)胞或系統(tǒng)在時(shí)間維度上的行為變化，例如藥物與靶標(biāo)蛋 白的結(jié)合速率、蛋白質(zhì)折疊路徑、病毒與宿主受體的識(shí)別過程等。這類研究需要實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè) 分子間相互作用的動(dòng)態(tài)參數(shù)，如結(jié)合常數(shù)（Kd）、解離速率（koff）、結(jié)合速率（kon）

等，而這些參數(shù)直接決定了生物過程的效率與機(jī)制。

傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)方法（如熒光標(biāo)記、放射性同位素法）存在標(biāo)記干擾、耗時(shí)長(zhǎng)、通量低等缺陷， 難以滿足復(fù)雜動(dòng)態(tài)系統(tǒng)的分析需求。而分子互作儀通過無標(biāo)記、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的技術(shù)特性，成 為動(dòng)力學(xué)分析的“核心工具"。例如，在藥物研發(fā)中，通過分子互作儀可精準(zhǔn)量化抑制劑與  酶的結(jié)合動(dòng)力學(xué)，預(yù)測(cè)藥物在體內(nèi)的代謝半衰期。

二、Gator Pro BLI儀器的技術(shù)革新

Gator Pro是由小鱷生物（ Gator Bio）開發(fā)的高通量生物層干涉技術(shù)（BioLayer Interferometry, BLI ）儀器，其技術(shù)優(yōu)勢(shì)與動(dòng)力學(xué)分析需求高度契合：

1. 無標(biāo)記實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)

BLI技術(shù)通過檢測(cè)生物分子結(jié)合時(shí)引起的微米級(jí)懸臂梁光學(xué)干涉信號(hào)變化，無需熒光 標(biāo)記或放射性同位素，避免了標(biāo)記物對(duì)分子天然構(gòu)象的干擾。例如，在研究抗體-抗  原結(jié)合時(shí)，Gator Pro可直接監(jiān)測(cè)完整抗體（含F(xiàn)c段）與抗原的結(jié)合過程，而無需截 短或標(biāo)記。

2. 高通量與自動(dòng)化

Gator Pro支持96孔板高通量檢測(cè)，單次實(shí)驗(yàn)可完成數(shù)百個(gè)樣本的動(dòng)態(tài)分析，實(shí)驗(yàn)效 率較傳統(tǒng)SPR技術(shù)提升5倍以上。其自動(dòng)化的樣品加載與清洗系統(tǒng)，尤其適用于篩選  小分子化合物庫(kù)（如藥物先導(dǎo)物庫(kù)）的親和力與動(dòng)力學(xué)參數(shù)。

3. 寬動(dòng)態(tài)范圍與高靈敏度

該儀器可檢測(cè)低至納摩爾級(jí)（nM ）的結(jié)合親和力，并能區(qū)分微秒級(jí)( μs）的結(jié)合時(shí)  間差異。例如，在酶抑制動(dòng)力學(xué)研究中，Gator Pro可捕捉抑制劑與靶酶從快速結(jié)合 （kon=1e6 M-1s-1)到緩慢解離（koff=1e-4 s-1)的全過程。

三、GatorPro在動(dòng)力學(xué)分析中的典型應(yīng)用

1. 藥物發(fā)現(xiàn):從靶標(biāo)驗(yàn)證到優(yōu)化

在新冠疫情期間，Gator Pro被用于篩選ACE2受體與病毒刺突蛋白的結(jié)合抑制劑。  通過動(dòng)態(tài)分析藥物候選物的kon/koff值，科研團(tuán)隊(duì)快速篩選出高選擇性化合物，縮短 了3個(gè)月的實(shí)驗(yàn)周期。此外，該儀器還可評(píng)估藥物分子對(duì)靶標(biāo)蛋白構(gòu)象的誘導(dǎo)效應(yīng)， 指導(dǎo)結(jié)構(gòu)優(yōu)化。

2. 蛋白工程:揭示折疊與變構(gòu)機(jī)制

研究團(tuán)隊(duì)利用Gator Pro分析溶菌酶變構(gòu)位點(diǎn)的動(dòng)態(tài)特性，發(fā)現(xiàn)特定小分子可誘導(dǎo)酶構(gòu)象變化，從而增強(qiáng)催化活性。此類數(shù)據(jù)為設(shè)計(jì)工程酶（如工業(yè)催化劑）提供了關(guān) 鍵動(dòng)力學(xué)參數(shù)。

3. 免疫療法:評(píng)估免疫檢查點(diǎn)抑制劑

在PD-1/PD-L1抑制劑開發(fā)中，Gator Pro可量化腫瘤細(xì)胞表面PD-L1與T細(xì)胞受體的 結(jié)合動(dòng)力學(xué)。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示，高親和力抑制劑（Kd<1nM）可顯著延長(zhǎng)結(jié)合時(shí)間

（t1/2>24小時(shí)），從而增強(qiáng)抗腫瘤效果。

四、技術(shù)對(duì)比 : BLI vs. SPR vs. MST

  案例對(duì)比 ：在EGFR抑制劑篩選中，SPR需固定化靶酶，可能破壞天然構(gòu)象；而Gator Pro 可直接使用溶液態(tài)酶，獲得更接近生理?xiàng)l件的kon值（如1e5 M-1s-1 vs. 1e4 M-1s-1),指   導(dǎo)藥物優(yōu)化。

五、未來趨勢(shì) :智能化與多技術(shù)融合

Gator Pro 2.0版本已集成AI算法，可自動(dòng)識(shí)別結(jié)合事件并生成動(dòng)力學(xué)模型。例如，通過機(jī) 器學(xué)習(xí)預(yù)測(cè)化合物對(duì)靶標(biāo)蛋白的構(gòu)象鎖定效應(yīng)，將實(shí)驗(yàn)周期從數(shù)周縮短至48小時(shí)。此外， 該儀器正與單細(xì)胞測(cè)序平臺(tái)聯(lián)用，研究腫瘤微環(huán)境中免疫細(xì)胞與腫瘤細(xì)胞的動(dòng)態(tài)互作網(wǎng)

絡(luò)。

分子互作儀通過提供“動(dòng)態(tài)視角"的分子相互作用數(shù)據(jù)，已成為現(xiàn)代動(dòng)力學(xué)分析的重要工具。Gator Pro BLI儀器憑借其無標(biāo)記、高通量、高靈敏度的技術(shù)特性，在藥物研發(fā)、蛋白工程等領(lǐng)域展現(xiàn)出其價(jià)值。隨著人工智能與多組學(xué)技術(shù)的融合，分子互作儀將進(jìn)一 步推動(dòng)從“靜態(tài)結(jié)構(gòu)解析"到“動(dòng)態(tài)過程調(diào)控"的研究范式轉(zhuǎn)變，為生命科學(xué)突破提供核心工  具支撐。