ベンジルアミン修飾SMAポリマーを使用した膜タンパク質の可溶化と精製

SMA脂質粒子（SMALPS）を形成するスチレンマレ酸酸コポリマー（SMA）を使用した膜からのタンパク質の抽出により、脂質二重層環境で膜タンパク質が初めて精製されました。これまで、SMA2000はこの目的に使用される最も効果的なポリマーであり、スチレン：マレイン酸、およびスチレンおよびマレイン酸部分の2：1の比率で、チェーン全体に統計的に広がっています。ただし、SMA2000は、さまざまなポリマーの長さとシーケンスの配列を含む非常に多分散ポリマーです。RAFTの重合は、ポリマーの長さをはるかに優れた制御を提供します。ただし、ポリマー全体のスチレンおよびマレ酸の均一な分布を達成することは困難です。代わりに、ここでRAFTの重合を使用して、1：1スチレン：無水マレイクポリマーを生成し、ベンジルアミンで修飾しました。これは、2：1の疎水性を模倣します：SMA2000の疎水性：長さを制御し、疎水性部分の均一な分布（スチレンとN-ベンジルマレイミド）を模倣します。3つの異なる長さ（2、4、および7 kDa）のSma-Benzylamine（SMA-BA）ポリマーは、すべて精製脂質、細胞膜、および一連の特定のタンパク質を溶解することができました。ただし、より大きな7 kDaポリマー溶解膜は、より短いポリマーよりもゆっくりと効率的ではありません。これは、このポリマーによる親和性精製によって得られた精製タンパク質の収率にも影響しました。最小の2 kDaポリマー溶解膜は最速ですが、抽出されたタンパク質の安定性が低いように見えました。SMA-BAポリマーは、SMA2000よりもMg2+イオンに対してより敏感でした。SMA-BA 4 kDaは、そうでなければSMA2000に匹敵し、さらにはより高い純度を与えました。

Extraction of proteins from the membrane using styrene maleic acid co-polymers (SMA), forming SMA lipid particles (SMALPs), has allowed for the first time the purification of membrane proteins with their lipid bilayer environment. To date, SMA2000 has been the most effective polymer used for this purpose, with a 2:1 ratio of styrene:maleic acid, and styrene and maleic acid moieties spread statistically throughout the chain. However, SMA2000 is a highly polydisperse polymer that contains an array of different polymer lengths and sequences. RAFT polymerisation offers much better control over the polymer length; however, homogeneous distribution of styrene and maleic acid throughout the polymer is difficult to achieve. Instead, here RAFT polymerisation was used to produce a 1:1 styrene:maleic anhydride polymer, which was then modified with benzylamine. This mimics the 2:1 hydrophobic:hydrophilic nature of SMA2000, while controlling the length and obtaining a homogeneous distribution of the hydrophobic moieties (styrene and N-benzylmaleimide). SMA-benzylamine (SMA-BA) polymers of three different lengths (2, 4, and 7 kDa) were all able to solubilise purified lipids, cellular membranes, and a range of specific proteins. However, the larger 7 kDa polymer solubilised membranes more slowly and less efficiently than the shorter polymers. This also affected the yield of purified protein obtained by affinity purification with this polymer. The smallest 2 kDa polymer solubilised membranes the fastest but appeared to offer less stability to the extracted proteins. The SMA-BA polymers were more sensitive to Mg2+ ions than SMA2000. SMA-BA 4 kDa was otherwise comparable to SMA2000 and even gave a higher degree of purity.