Name: 나노디스크 내 막 단백질 안정화 기법 (동영상) | JoVE Journal
Uploaded: 2026-04-30T13:20:00.000+00:00
Duration: 10 min 21 s
Description: 배우세요 인간 Task2 칼륨 채널을 나노디스크에 재구성하는 방법을. 막 단백질의 안정성과 균일성을 확보하여 고해상도 cryo-EM 구조 분석을 가능하게 하는 이 기법은 구조생물학 연구에 필수적입니다.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

<ol><li>Rask-Andersen, M., Almén, M. S., Schiöth, H. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Trends+in+the+exploitation+of+novel+drug+targets%5BTitle%5D)+AND+%22Nat.+Rev.+Drug+Discov%22%5BJournal%5D)">Trends in the exploitation of novel drug targets.</a> Nat. Rev. Drug Discov. 10 (8), 579-590 (2011).</li>
<li>Cheng, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Single-particle+cryo-EM-How+did+it+get+here+and+where+will+it+go%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Single-particle cryo-EM-How did it get here and where will it go.</a> Science. 361 (6405), 876-880 (2018).</li>
<li>Dodd, R., Schofield, D. J., Wilkinson, T., Britton, Z. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Generating+therapeutic+monoclonal+antibodies+to+complex+multi-spanning+membrane+targets%3A+overcoming+the+antigen+challenge+and+enabling+discovery+strategies%5BTitle%5D)+AND+%22Methods%22%5BJournal%5D)">Generating therapeutic monoclonal antibodies to complex multi-spanning membrane targets: overcoming the antigen challenge and enabling discovery strategies.</a> Methods. 180, 111-126 (2020).</li>
<li>Hutchings, C. J., Colussi, P., Clark, T. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ion+channels+as+therapeutic+antibody+targets%5BTitle%5D)+AND+%22MAbs%22%5BJournal%5D)">Ion channels as therapeutic antibody targets.</a> MAbs. 11 (2), 265-296 (2019).</li>
<li>Kotov, V., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((High-throughput+stability+screening+for+detergent-solubilized+membrane+proteins%5BTitle%5D)+AND+%22Sci.+Rep%22%5BJournal%5D)">High-throughput stability screening for detergent-solubilized membrane proteins.</a> Sci. Rep. 9 (1), 10379(2019).</li>
<li>Barrera, N. P., Zhou, M., Robinson, C. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+role+of+lipids+in+defining+membrane+protein+interactions%3A+insights+from+mass+spectrometry%5BTitle%5D)+AND+%22Trends+Cell+Biol%22%5BJournal%5D)">The role of lipids in defining membrane protein interactions: insights from mass spectrometry.</a> Trends Cell Biol. 23 (1), 1-8 (2013).</li>
<li>Bayburt, T., Grinkova, Y., Sligar, S. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Self-assembly+of+discoidal+phospholipid+bilayer+nanoparticles+with+membrane+scaffold+proteins%5BTitle%5D)+AND+%22Nano+Lett%22%5BJournal%5D)">Self-assembly of discoidal phospholipid bilayer nanoparticles with membrane scaffold proteins.</a> Nano Lett. 2 (8), 853-856 (2002).</li>
<li>Carlson, J. W., Jonas, A., Sligar, S. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Imaging+and+manipulation+of+high-density+lipoproteins%5BTitle%5D)+AND+%22Biophys.+J%22%5BJournal%5D)">Imaging and manipulation of high-density lipoproteins.</a> Biophys. J. 73 (3), 1184-1189 (1997).</li>
<li>Bayburt, T. H., Sligar, S. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Self-assembly+of+single+integral+membrane+proteins+into+soluble+nanoscale+phospholipid+bilayers%5BTitle%5D)+AND+%22Protein+Sci%22%5BJournal%5D)">Self-assembly of single integral membrane proteins into soluble nanoscale phospholipid bilayers.</a> Protein Sci. 12 (11), 2476-2481 (2003).</li>
<li>Vinogradova, O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Nanodiscs+and+solution+nuclear+magnetic+resonance%5BTitle%5D)+AND+%22Curr.+Opin.+Struct.+Biol%22%5BJournal%5D)">Nanodiscs and solution nuclear magnetic resonance.</a> Curr. Opin. Struct. Biol. 93, 103067(2025).</li>
<li>Popot, J. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Amphipols%2C+nanodiscs%2C+and+fluorinated+surfactants%3A+three+nonconventional+approaches+to+studying+membrane+proteins+in+aqueous+solutions%5BTitle%5D)+AND+%22Annu.+Rev.+Biochem%22%5BJournal%5D)">Amphipols, nanodiscs, and fluorinated surfactants: three nonconventional approaches to studying membrane proteins in aqueous solutions.</a> Annu. Rev. Biochem. 79, 737-775 (2010).</li>
<li>Li, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Detergents+and+alternatives+in+cryo-EM+studies+of+membrane+proteins%5BTitle%5D)+AND+%22Acta+Biochim.+Biophys.+Sin%22%5BJournal%5D)">Detergents and alternatives in cryo-EM studies of membrane proteins.</a> Acta Biochim. Biophys. Sin. 54 (8), 1049-1056 (2022).</li>
<li>Vilela, F., Sauvanet, C., Bezault, A., Volkmann, N., Hanein, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Optimizing+transmembrane+protein+assemblies+in+nanodiscs+for+structural+studies%3A+a+comprehensive+manual%5BTitle%5D)+AND+%22Bio+Protoc%22%5BJournal%5D)">Optimizing transmembrane protein assemblies in nanodiscs for structural studies: a comprehensive manual.</a> Bio Protoc. 14 (21), e5099(2024).</li>
<li>Efremov, R. G., Gatsogiannis, C., Raunser, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Lipid+nanodiscs+as+a+tool+for+high-resolution+structure+determination+of+membrane+proteins+by+single-particle+cryo-EM%5BTitle%5D)+AND+%22Methods+Enzymol%22%5BJournal%5D)">Lipid nanodiscs as a tool for high-resolution structure determination of membrane proteins by single-particle cryo-EM.</a> Methods Enzymol. 594, 1-30 (2017).</li>
<li>Grant, A. J., Schmidt-Krey, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Nanodisc-reconstitution+for+single+particle+cryo-EM+structure+determination+of+membrane+proteins%5BTitle%5D)+AND+%22Curr.+Opin.+Struct.+Biol%22%5BJournal%5D)">Nanodisc-reconstitution for single particle cryo-EM structure determination of membrane proteins.</a> Curr. Opin. Struct. Biol. 93, 103072(2025).</li>
<li>Yokogawa, M., Fukuda, M., Osawa, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Nanodiscs+for+structural+biology+in+a+membranous+environment%5BTitle%5D)+AND+%22Chem.+Pharm.+Bull%22%5BJournal%5D)">Nanodiscs for structural biology in a membranous environment.</a> Chem. Pharm. Bull. 67 (4), 321-326 (2019).</li>
<li>Denisov, I. G., Sligar, S. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Nanodiscs+for+structural+and+functional+studies+of+membrane+proteins%5BTitle%5D)+AND+%22Nat.+Struct.+Mol.+Biol%22%5BJournal%5D)">Nanodiscs for structural and functional studies of membrane proteins.</a> Nat. Struct. Mol. Biol. 23 (6), 481-486 (2016).</li>
<li>Enyedi, P., Czirják, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Molecular+background+of+leak+K%2B+currents%3A+two-pore+domain+potassium+channels%5BTitle%5D)+AND+%22Physiol.+Rev%22%5BJournal%5D)">Molecular background of leak K+ currents: two-pore domain potassium channels.</a> Physiol. Rev. 90 (2), 559-605 (2010).</li>
<li>Reyes, R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cloning+and+expression+of+a+novel+pH-sensitive+two+pore+domain+K%2B+channel+from+human+kidney%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Biol.+Chem%22%5BJournal%5D)">Cloning and expression of a novel pH-sensitive two pore domain K+ channel from human kidney.</a> J. Biol. Chem. 273 (47), 30863-30869 (1998).</li>
<li>Notti, R. Q., Walz, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Native-like+environments+afford+novel+mechanistic+insights+into+membrane+proteins%5BTitle%5D)+AND+%22Trends+Biochem.+Sci%22%5BJournal%5D)">Native-like environments afford novel mechanistic insights into membrane proteins.</a> Trends Biochem. Sci. 47 (7), 561-569 (2022).</li>
<li>Pocanschi, C. L., Kleinschmidt, J. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+thermodynamic+stability+of+membrane+proteins+in+micelles+and+lipid+bilayers+investigated+with+the+ferrichrom+receptor+FhuA%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Membr.+Biol%22%5BJournal%5D)">The thermodynamic stability of membrane proteins in micelles and lipid bilayers investigated with the ferrichrom receptor FhuA.</a> J. Membr. Biol. 255 (4-5), 485-502 (2022).</li>
<li>Hiotis, G., Notti, R. Q., Bao, H., Walz, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Nanodiscs+remain+indispensable+for+cryo-EM+studies+of+membrane+proteins%5BTitle%5D)+AND+%22Curr.+Opin.+Struct.+Biol%22%5BJournal%5D)">Nanodiscs remain indispensable for cryo-EM studies of membrane proteins.</a> Curr. Opin. Struct. Biol. 92, 103042(2025).</li>
<li>Nakao, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Home+is+where+the+lipids+are%3A+a+comparison+of+MSP+and+DDDG+nanodiscs+for+membrane+protein+research%5BTitle%5D)+AND+%22Soft+Matter%22%5BJournal%5D)">Home is where the lipids are: a comparison of MSP and DDDG nanodiscs for membrane protein research.</a> Soft Matter. 21 (33), 6596-6602 (2025).</li>
<li>Dalal, V., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Lipid+nanodisc+scaffold+and+size+alter+the+structure+of+a+pentameric+ligand-gated+ion+channel%5BTitle%5D)+AND+%22Nat.+Commun%22%5BJournal%5D)">Lipid nanodisc scaffold and size alter the structure of a pentameric ligand-gated ion channel.</a> Nat. Commun. 15 (1), 25(2024).</li>
<li>Knowles, T. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Membrane+proteins+solubilized+intact+in+lipid+containing+nanoparticles+bounded+by+styrene+maleic+acid+copolymer%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Am.+Chem.+Soc%22%5BJournal%5D)">Membrane proteins solubilized intact in lipid containing nanoparticles bounded by styrene maleic acid copolymer.</a> J. Am. Chem. Soc. 131 (22), 7484-7485 (2009).</li>
<li>Tao, X., Zhao, C., MacKinnon, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Membrane+protein+isolation+and+structure+determination+in+cell-derived+membrane+vesicles%5BTitle%5D)+AND+%22Proc.+Natl.+Acad.+Sci.+U.S.A%22%5BJournal%5D)">Membrane protein isolation and structure determination in cell-derived membrane vesicles.</a> Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 120 (18), e2302325120(2023).</li>
<li>Zhang, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((One-step+construction+of+circularized+nanodiscs+using+SpyCatcher-SpyTag%5BTitle%5D)+AND+%22Nat.+Commun%22%5BJournal%5D)">One-step construction of circularized nanodiscs using SpyCatcher-SpyTag.</a> Nat. Commun. 12 (1), 5451(2021).</li>
<li>Ren, Q., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((DeFrND%3A+detergent-free+reconstitution+into+native+nanodiscs+with+designer+membrane+scaffold+peptides%5BTitle%5D)+AND+%22Nat.+Commun%22%5BJournal%5D)">DeFrND: detergent-free reconstitution into native nanodiscs with designer membrane scaffold peptides.</a> Nat. Commun. 16 (1), 7973(2025).</li>
</ol>

<table><tbody><tr><td>바이오 비즈</td><td>바이오 라디</td><td>1523920</td><td></td></tr><tr><td>콜레스테릴 헤미숙시네이트</td><td>아나트레이스</td><td>CH210</td><td></td></tr><tr><td>클로로포름</td><td>시노어에이전트</td><td></td><td>훈 후드에서의 사용</td></tr><tr><td>대박</td><td>아반티</td><td>850725P</td><td></td></tr><tr><td>메탄올</td><td>시노어에이전트</td><td></td><td></td></tr><tr><td>n-도데실-베타-D-말토사이드</td><td>아나트레이스</td><td>D310</td><td></td></tr><tr><td>N-펜테인</td><td>아다마스</td><td></td><td>훈 후드에서의 사용</td></tr><tr><td>POPC</td><td>아반티</td><td>850457P</td><td></td></tr><tr><td>팝스</td><td>아반티</td><td>840034P</td><td></td></tr><tr><td>SEC</td><td>바이오 라디</td><td></td><td>제조사의 올바른 사용 프로토콜을 따르세요</td></tr><tr><td>스네이크스킨 투석관</td><td>열학</td><td>68011</td><td></td></tr><tr><td>슈퍼로스&nbsp; 6 증가 10/300 GL</td><td>시티바</td><td>29091596</td><td></td></tr><tr><td>초여과 스핀 컬럼 아미콘 울트라-15</td><td>밀리포어</td><td>UFC905008</td><td></td></tr></tbody></table>

나노디스크 내 막 단백질 안정화 기법

A Technique for Stabilizing Membrane Proteins in Nanodiscs

Many membrane proteins exhibit poor stability, loss of activity, and sample heterogeneity when extracted in detergent-based environments, posing ...

a-technique-for-stabilizing-membrane-proteins-in-nanodiscs

Research

연구

JoVE Journal

Biology

생물학

Nanodiscs는 인지질 이중층의 작은 패치로 막 단백질을 포함 작은 원반 모양의 입자입니다. 우리는 디스크에 MalFGK2 수송의 단계별 설립을 보여줍니다 시각적 프로토콜을 제공합니다.

Nanodisc 지질 입자로 ABC의 전송의 Reconstitution을위한 단계별 방법

β-barrel 외막 단백질(OMP)은 그람 음성 박테리아, 미토콘드리아 및 엽록체의 외막 내에서 많은 기능을 수행합니다. 여기에서 우리는 X선 결정학 또는 NMR 분광법에 의한 구조 결정을 위해 충분한 양의 β배럴 OMP를 생산하기 위한 프로토콜을 제시하여 구조 연구에서 알려진 병목 현상을 완화하기를 희망합니다.

β-배럴 외부 막 단백질의 구조 결정을 향해 - 구축해에서 결정에

우리는 유체 지질 이중층에 둘러싸여 나노 단백질 패치 유리를 기능화하는 프로토콜을 제시한다. 이 기판은 첨단 광학 현미경과 호환 및 세포 부착 및 이동 연구를위한 플랫폼 역할을 할 것으로 예상된다.

지원되는 지질 이중층에 리간드 나노 클러스터의 배열

많은 단백질이 막 표면에 부착될 때 기능을 수행합니다. 나노 디스크 막에 대한 외인성 단백질의 결합은 투과 전자 현미경에 의해 간접적으로 이미지화될 수 있습니다. 우리는 음성 염색 인산 텅스텐 산 나트륨에 의해 유도 된 나노 디스크의 특징적인 적층 (rouleau)이 외인 단백질의 결합에 의해 방지된다는 것을 보여줍니다.

방법은 시각화 및 투과 전자 현미경에 의해 막 상호 작용하는 단백질을 분석하는

이 프로토콜에는 저해상도 ab initio 모델 및 대비 세제의 일치와 작은 각 중성자 뿌리기를 사용 하 여 솔루션에서 세제 solubilized 막 단백질의 구조 정보를 가져오는 방법을 보여 줍니다.

막 단백질 구조 분석 및 Ab 론 적 모델링 작은 각 중성자 산란 실험에서 일치 하는 대비 세제

우리는 막 단백질 정제 및 재구성을 단일 크로마토그래피 단계에서 펩티디스크로 결합하는 방법을 제시합니다. 생체 측량 스캐폴드는 생체층 간섭측정을 통해 단백질-리간드 상호 작용의 직접 표면 부착 및 측정에 사용됩니다.

PeptiQuick, 간소화 된 단백질 결합 검정을 위한 생체 면역 펩티디스크에 막 단백질의 한 단계 통합

여기에 제시된 전자 현미경 검사법과 함께 네이티브 세포막 나노입자 시스템을 활용하는 멤브레인 단백질의 올리고메황 상태의 측정을 위한 프로토콜이 여기에 제시된다.

멤브레인 단백질-단백질 상호 작용 분석을 위한 기본 세포막 나노입자 시스템

사전 형성된 나노디스크에 공동 번역하여 삽입하면 세제와의 접촉 없이 정의된 지질 환경에서 무세포 합성된 막 단백질을 연구할 수 있습니다. 이 프로토콜은 필수 시스템 구성 요소의 준비와 발현 효율성 및 샘플 품질을 개선하기 위한 중요한 파라미터를 설명합니다.

막 단백질을 미리 형성된 나노디스크에 공동 번역 삽입

여기에서는 인공 지질막에서 높은 시공간 정밀도로 광 조절 및 가역성 단백질 패턴을 생성하기 위한 프로토콜에 대해 설명합니다. 이 방법은 청색광 아래에서 파트너 단백질 Nano(야생형 SspB)에 결합하는 모델 멤브레인에 고정된 단백질 iLID(Improved Light-Inducible Dimer)의 국부적인 광활성화로 구성됩니다.

모델 멤브레인에서의 Dynamic light-induced protein pattern

우리는 막 단백질을 재구성하고 효소 및 기타 수용성 구성 요소를 마이크로미터 미만 및 마이크로미터 크기의 지질 소포에 캡슐화하기 위한 프로토콜을 제시합니다.

나노미터 및 마이크로미터 크기의 소포에서 평형을 벗어난 대사 네트워크 구축

배우세요 인간 Task2 칼륨 채널을 나노디스크에 재구성하는 방법을. 막 단백질의 안정성과 균일성을 확보하여 고해상도 cryo-EM 구조 분석을 가능하게 하는 이 기법은 구조생물학 연구에 필수적입니다.

나노디스크 내 막 단백질 안정화 기법

더 많은 동영상 탐색