比塞勒準備工作

緩沖

制備 Bicelles 的一種有效且方便的方法是使用含有 10mM 磷酸鹽緩沖液（pH 6.6）、0.15 mM N3Na、93% H2O（HPLC 級）、7% D2O (99.9%) 的緩沖溶液。下面，將該溶液簡(jiǎn)稱(chēng)為緩沖液。

比塞勒地層

總共含有 15% w/v（150mg 脂質(zhì)/ml）的 DMPC/DHPC 儲備溶液制備如下：

1. 將緩沖液添加到凍干脂質(zhì)混合物中。 50 mg 脂質(zhì)混合物，280 mg 緩沖液 200 mg 脂質(zhì)混合物，1130 mg 緩沖液

2. 讓混合物在室溫（18-220°C）下水合幾個(gè)小時(shí)。 “q"為 2.8 – 3.0 的脂質(zhì)混合物，水合作用在 2 – 3 小時(shí)內完成。“q"為 3.25 – 3.5 的脂質(zhì)混合物需要 24 小時(shí)才能全部水合。可以通過(guò)將任何混合物加熱至 40°C 10 分鐘并循環(huán)至 18°C 兩次，然后短暫渦旋來(lái)實(shí)現加速水合（一小時(shí)）。

蛋白質(zhì)-Bicelle 混合物

將兩體積的蛋白質(zhì)溶液添加到一體積的 bicelle 溶液中。

二元磷脂顆粒 (Bicelles) 全部改變了核磁共振大分子結構分析

水溶性蛋白質(zhì)結構的測定

Tjandra 和 Bax (1) 最近開(kāi)發(fā)了一種新的核磁共振 (NMR) 技術(shù)，可以在液晶浴中輕輕排列蛋白質(zhì)分子，使研究人員能夠確定相鄰原子之間的每個(gè)鍵相對于分子其余部分的取向。通過(guò)編譯原子之間的所有此類(lèi)方向，可以得出蛋白質(zhì)的精確圖譜。在略高于室溫的水溶液中，脂質(zhì)從凝膠轉變?yōu)橐壕?(LC) 相，形成圓盤(pán)狀顆粒，通常稱(chēng)為 bicelles (2)，直徑為數百埃，厚度約為 40? 。脂質(zhì)是抗磁性的，因此，bicelles 的方向與其法向正交于磁場(chǎng)。然而，這些樣品的壽命和取向溫度范圍很大程度上取決于樣品成分和實(shí)驗條件。Losonczi 和 Prestegard (3) 證明，用少量帶電兩親物摻雜稀釋的 bicelle 溶液可顯著(zhù)提高穩定性和排列程度，并擴大這些系統的取向溫度范圍。

基于膠體的 DLVO 理論，提出了 bicelle 聚集對樣品成分依賴(lài)性的解釋。Crowell 和 Macdonald (4) 在 25-50°C 的溫度范圍內使用固態(tài)磷 (31P) 和氘 (2H) NMR 光譜來(lái)研究由 1,2-二肉豆蔻?；?sn-Glycero-3- 組成的雙層膠束 (bicelles)磷酸膽堿 (DMPC) 和 1,2-二己?；?sn-甘油-3-磷酸膽堿 (DHPC)，存在陰離子脂質(zhì) 1,2-二肉豆蔻?；?sn-甘油-3-磷酸甘油 (DMPG) 或陽(yáng)離子脂質(zhì) 1 時(shí),2-二肉豆蔻?；?3-三甲基丙烷銨 (DMTAP)。31P-NMR譜表明，當DMPG/DMPC比例為0至50/50以及DMTAP/DMPC比例為0至40/60時(shí)，形成雙胞結構，而DHPC的總濃度保持恒定。含有帶電兩親物的雙分子團的形成取決于 NaCl 的存在，50 mM NaCl 足以在所研究的所有帶電兩親物濃度下形成雙分子團，而 150 mM NaCl 可為各種 31PNMR 共振信號提供更好的分辨率。2H-NMR 譜表明，頭基氘化 DMPC 的四極分裂 Dv 作為存在的負電荷與正電荷數量的函數成反比變化，并且 α-碳上的氘核的變化與 α-碳上的氘核的變化在意義上相反。 β-碳。這表明頭基氘代磷脂酰膽堿在 bicelles 中充當分子電壓計，其方式與球形囊泡中的作用大致相同。

PH值穩定的Bicelles

為了提高 Bicelles 在較寬 pH 范圍內的穩定性，Ottiger & Bax (5) 證明，二十四烷基磷脂酰膽堿 (14-O-PC) 或二十二烷基磷脂酰膽堿 (12-O-PC) 和二己基磷脂酰膽堿 (6-O-PC) 的混合物水在與先前報道的由 DMPC 和 DHPC 組成的 bicelle 類(lèi)似的條件下形成溶致液晶相。DMPC 和 DHPC 中存在的羧酸酯鍵被其烷基類(lèi)似物中的醚鍵取代，這防止了這些化合物的酸或堿催化水解。在 2.3-10.4 pH 范圍內測量泛素的 15N-1H 偶極耦合表明，該蛋白質(zhì)在整個(gè)范圍內保留了與其在 pH 6.5 時(shí)的結構非常相似的骨架構象。此外，卡瓦涅羅等人。(6) 制備并表征了由 1,2-Di-O-十二烷基-sn-甘油-3-磷酸膽堿 (DIODPC) 和 3-(ChlorAmidoPropyl)-二甲基銨-2-羥基-1-丙烷磺酸鹽組成的新型 Bicelle 系統（查普索）。在 4.3:1 的最佳 DIODPC/CHAPSO 摩爾比下，該介質(zhì)從 pH 6.5 變?yōu)榇判匀∠蛑?pH 1.0。與之前報道的?；字?bicelle 制劑不同，這些 bicelle 在低 pH 下化學(xué)穩定，并且能夠誘導蛋白質(zhì)排列，如在 pH 2.1 下測量的來(lái)自氧化亞鐵硫桿菌的銹花青素的大殘余偶極耦合所說(shuō)明的。DIODPC/CHAPSO 系統特別適用于測量需要強酸性條件的大分子的殘余偶極耦合。

脂溶性蛋白結構的測定

斯特魯普等人。(7) 研究了 Myr-d27-GNAAAAKKGSEQES (Cat14) 的氘核磁共振譜，該肽是來(lái)自 cAMP 依賴(lài)性蛋白激酶 A (PKA) 催化亞基的 N 端 14 個(gè)殘基肽，以說(shuō)明中性和酸性磷脂如何磁性排列bicelles 可用于表征肽與膜結合的順序和模式。由于 Cat14 是電中性的，因此負責結合的主要相互作用是將肉豆蔻?；迦腚p層的疏水核心。磷脂酰膽堿 DMPC:DHPC bicelles 中包含 25% 磷脂酰絲氨酸 (DMPS) 或磷脂酰甘油 (DMPG) 會(huì )導致肽的排序相對于正常 bicelle 適度增加，可能是因為磷脂頭基與兩者之間有利的靜電相互作用賴(lài)氨酸位于第 7 和第 8 位。通過(guò)仔細調整脂質(zhì)組成、pH 和離子強度，成功制備了酸性 bicelles。普羅瑟等人。(8) 開(kāi)發(fā)了一種新的與鐿絡(luò )合的磷脂螯合物 (DMPE-DTPA:Yb3+)，它被證明可以很容易地融入模型膜系統中，然后可以在磁場(chǎng)中對齊，使得平均雙層法線(xiàn)位于磁場(chǎng)中。這種所謂的正序近晶相，其脂質(zhì)由低于 1% DMPE-DTPA:Yb3+ 組成，非常適合通過(guò)固態(tài) NMR、低角度衍射和需要定向樣品的光譜技術(shù)進(jìn)行膜蛋白結構研究。螯合物 DMPE-DTPA:Yb3+ 與鑭系元素離子牢固結合，并用于在磁場(chǎng)中定向膜，防止直接的鑭系元素與蛋白質(zhì)相互作用，并顯著(zhù)減少順磁位移和譜線(xiàn)展寬。正向排列的鑭系元素螯合膜的很大好處在于其在大型固定膜蛋白研究中的應用。類(lèi)似的低自旋鑭系元素螯合物可應用于水溶性蛋白質(zhì)的場(chǎng)有序溶液核磁共振研究以及新的磁性排列液晶相的設計。