基于单分子力谱的工程化α-HL纳米孔与hCG 蛋白相互作用研究

目的人绒毛膜促性腺激素(hCG)是维持妊娠所必需的关键信号蛋白,与其配体促黄体生成素(LHCGR)的相互作用在促进子宫内皮血管生成以及母胎界面的免疫调节中至关重要。然而,它们之间的结合-解离特性尚不明晰。此外,作为妊娠相关的重要标志物,目前仍缺少针对h CG的超灵敏检测方法。方法本文首先通过原子力显微镜研究了hCG与LHCGR之间的黏附频率和解离速率等反应动力学参数。结果和结论h CG能够快速结合LHCGR,并具有较强的机械稳定性。进一步分析hCG-LHCGR复合物晶体结构(PDB code 7FIH),结合拉伸分子动力学模拟,揭示了LHCGR上存在两个重要的结合位点,即ECD结构域和hinge loop结构域。利用分子克隆将hinge loop连接到α-HL单体的C末端,由于仅含有一个结合位点,导致与h CG相互作用时的解离速率增大,但仍保有良好的单分子结合能力。最终,改造后的α-HL单体被证实仍具备成孔能力,并观测到h CG被纳米孔捕获、停留以及释放时的电流变化,再结合机器学习算法完成了与h CG结合的信号识别。这预示了工程化纳米孔可以为探究胚胎发育机制和妊娠相关疾病的发生发展提供一种新的思路。