國產科學儀器助力國際前沿研究：法國波爾多大學團隊利用國儀量子EPR200M定量解析Tau蛋白與脂質膜的相互作用

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，開發出一種穩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退行性疾病密切相關，其與細胞膜的動態交互被認為是病理觸發的關鍵 。由于該過程涉及弱親和力及構象異質性，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（旋轉相關時間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下系統采集了Tau在不同濃度POPS脂質體環境中的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：

自由態的“靈動"：在無脂質環境下，Tau蛋白表現出窄而對稱的特征三線譜，這意味著其處于高速旋轉狀態（τc ≈ 0.383 ns），符合其內在無序蛋白的特性。

結合態的“沉穩"：隨著脂質濃度的增大，譜線發生顯著展寬，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（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）室溫下自由環境中Tau單體的EPR譜。（D）室溫下受限環境下Tau單體的EPR譜。Tau濃度為50 μM。自由環境指的是緩沖區中的Tau，而受限環境對應于帶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成正比的特性，實現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優異的基線穩定性和高信噪比，研究者將實驗譜圖線性解卷積為“游離態p1"與“結合態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計算出各狀態蛋白的絕對濃度。這為后續構建Hill協同結合模型并擬合親和常數提供了精準的數據基礎。

圖2（A）不同POPS濃度下標記Tau的實驗數據（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意義的“極簡數據策略"，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：研究發現，當結合分數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K50。這種高效性極大地縮短了實驗周期，節省了珍貴的生物樣品。

在本研究中，國儀量子EPR200M憑借其穩定的微波系統、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據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：國產高端EPR設備在應對國際前沿生命科學挑戰中，已具備卓越的科研支撐力。

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