国产科学仪器助力国际前沿研究：法国波尔多大学团队利用国仪量子EPR200M定量解析Tau蛋白与脂质膜的相互作用

近日，法国波尔多大学（Univ. Bordeaux）Dr. Yann Fichou团队在权威期刊Biophysical Chemistry上发表研究成果——《Development of an EPR-based methodology to study protein-lipid interaction》（Biophysical Chemistry, 2026, 329: 107550），为这一难题提供了创新的解决方案。该研究基于国仪量子台式X波段电子顺磁共振波谱仪EPR200M，开发出一种稳健且高效的定量分析方法，不仅揭示了Tau蛋白与膜相互作用的分子机制，更展示了EPR技术在复杂生物体系定量分析中的卓越潜力。这也标志着国产高端科研仪器已成功应用于欧洲顶尖学术机构的生命科学前沿研究。

Tau蛋白异常聚集与阿尔茨海默病等神经退行性疾病密切相关，其与细胞膜的动态交互被认为是病理触发的关键 。由于该过程涉及弱亲和力及构象异质性，往往难以精确量化。EPR技术的独特之处在于它对分子运动状态（旋转相关时间τc）极度敏感。

在该研究中，Dr. Yann Fichou团队对Tau蛋白进行了定点自旋标记（SDSL），并利用国仪量子EPR200M在室温和150K下系统采集了Tau在不同浓度POPS脂质体环境中的CW-EPR谱图，清晰观测到Tau蛋白从“游离”到“受限”的动力学演变轨迹：

自由态的“灵动”：在无脂质环境下，Tau蛋白表现出窄而对称的特征三线谱，这意味着其处于高速旋转状态（τc ≈ 0.383 ns），符合其内在无序蛋白的特性。

结合态的“沉稳”：随着脂质浓度的增大，谱线发生显著展宽，相关时间增加至 2.25 ns。这种变化直接勾勒出蛋白被膜表面“捕获”后运动受限的生动过程。

图1（A）室温下标记的Tau的CW-EPR谱图，滴定时POPS MLV浓度增加，显示线形渐变。（B）冷冻状态（150 K）的EPR谱图及在25 mM POPS MLV缺失（蓝色）和存在（红色）下标记Tau的模拟谱。（C）室温下自由环境中Tau单体的EPR谱。（D）室温下受限环境下Tau单体的EPR谱。Tau浓度为50 μM。自由环境指的是缓冲区中的Tau，而受限环境对应于带MLVs的解中的Tau。

该研究的核心突破在于利用EPR信号强度与未成对电子数成正比的特性，实现了无需标准曲线的绝对浓度测定。

双组分谱图解卷积：借助EPR200M优异的基线稳定性和高信噪比，研究者将实验谱图线性解卷积为“游离态p1”与“结合态p2”两个独立组分。

绝对浓度计算：不同于荧光或比色法，EPR信号不受样品浊度干扰，可直接通过组分权重p1和p2计算出各状态蛋白的绝对浓度。这为后续构建Hill协同结合模型并拟合亲和常数提供了精准的数据基础。

图2（A）不同POPS浓度下标记Tau的实验数据（黑色）和拟合度（蓝色到红色）。（B）实验EPR光谱分解为游离组分（蓝色）和结合组分（橙色填充）的示例。

基于精密的误差传播分析，研究团队提出了一套具有实战意义的“极简数据策略”，这对于高通量筛选和珍贵样品分析至关重要。

黄金测量窗口：研究发现，当结合分数θ处于 0.4-0.6（即一半蛋白被绑定）时，实验误差对亲和力预测的影响降至最低。

一图定KD：在已知模型的前提下，利用国仪量子EPR200M进行单次测量，即可获得与完整滴定高度一致的表观解离常数K50。这种高效性极大地缩短了实验周期，节省了珍贵的生物样品。

在本研究中，国仪量子EPR200M凭借其稳定的微波系统、灵敏的信号检测能力及可靠的室温操作性能，确保了复杂生物样品数据的可重复性与解析精度，有力地支撑了从室温动力学模拟到低温超精细耦合分析的全流程。法国波尔多大学团队的成果证明：国产高端EPR设备在应对国际前沿生命科学挑战中，已具备卓越的科研支撑力。

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