了解凸轮藻蛋白A涂层的磁珠

本文介绍了刀豆球蛋白A的应用及其与磁珠的共价偶联。

第 1 部分。 刀豆球蛋白A

刀豆凝集素A包被磁珠（ConA beads），顾名思义就是将植物凝集素刀豆凝集素A（ConA）与超顺磁性纳米材料偶联而成的生物磁珠。下面就对刀豆凝集素A包被磁珠做一个简单的介绍。

刀豆凝集素A(ConA)是一种没有血型特异性的植物凝集素蛋白，是1936年以来第一个从乌贼豆(Canavalia ensiformis, Pennisetum maritimum)中分离纯化并结晶的植物凝集素蛋白。

ConA 有两种主要形式，具体取决于其所在溶液的 pH 值：α-2 同型二聚体或 α-4 同型四聚体 ^[2]在碱性条件下（pH>7.0），ConA 以四聚体形式存在（由四个分子量为 26 kDa 的亚基组成）；在酸性条件下（pH 4.5-5.5），ConA 解离为活性二聚体结构（52 kDa）。此外，ConA 的功能受二价阳离子的影响，例如在没有金属离子（Ca²⁺ 和锰²⁺)，其构象和糖蛋白结合功能无法实现^[¹^]。

图（1）。（A）ConA 单体、（B）ConA 二聚体、（C）ConA 四聚体与甘露糖、葡萄糖和金属离子的分子建模。

第 2 部分珠子

生物磁珠是一类由聚合物和无机磁性纳米粒子组成的纳米粒径的磁性微球。磁珠按结构可分为核壳型结构、夹层型结构、弥散型结构三大类。磁性材料包括纯铁粉、羰基铁、磁性矿石、正铁氧体、铁钴合金等。等人。

磁性纳米材料由于其具有小尺寸效应、表面效应、量子尺寸效应等特殊效应，在Fe₃哦₄ 当纳米粒子的尺寸小于30纳米时，纳米粒子内部热扰动的干扰显著，此时纳米粒子表现出一种特殊的磁性，即超顺磁性。超顺磁性Fe₃哦₄ 纳米粒子因具有无毒性、良好的生物相容性、独特的磁靶向性、在交变磁场中易发热等优质性能，在生物产业中得到了广泛的应用。

相比之下，ConA与微球共价偶联用于固定生物分子具有以下优点：

共价偶联结合稳定性高，可重复性好；
配体ConA结合在微珠表面，与靶分子相互作用；
溶液环境的动力学表征，适用于生物实验操作；

第 3 部分。 ConA磁珠的应用

据文献报道，ConA磁珠的主要应用分为3个领域，即进行细胞质膜分离、糖蛋白富集和固定化细胞物的分离。

应用一：细胞质膜分离

利用ConA磁珠受二价阳离子活化，使其存在于Ca²⁺和镁²⁺利用具有末端α-D-甘露糖基和α-D-葡萄糖基亲和作用的溶液环境进行质膜纯化是一种简单有效的方法，例如细胞或组织的质膜分离是进一步获得质膜蛋白的关键步骤，ConA能够与细胞上糖基化的蛋白结合，利用此原理可获得纯度更高的质膜。主要操作步骤为：将生物素化的ConA与链霉亲和素磁珠结合，将ConA固定在磁珠上；将细胞膜与ConA磁珠孵育1h；吸附于磁架上；用TBS洗涤5次；用洗脱液洗脱细胞质膜溶液^[3]。

图 2. ConA 磁珠纯化质膜步骤

应用 II：糖蛋白富集

ConA 特异于甘露糖和葡萄糖，并识别 α-共轭甘露糖，而 α-共轭甘露糖恰好是许多血清和细胞膜糖蛋白的“核心寡糖”。因此，它可以在免疫学中用于分离细胞或组织裂解物或血清中的糖蛋白等糖基化分子。

一个主要的程序是将氨基硅烷化磁性纳米珠（MNPs）通过双功能接头双-N-羟基琥珀酰亚胺亚油酸酯（DSS）与ConA交联，得到ConA磁珠；用甲氧基乙二醇（MEG）终止磁性纳米珠的非特异性结合，进行磁分离；加入胰蛋白酶消化的细胞膜蛋白提取物，将ConA磁珠和捕获的糖肽同时孵育，最后洗脱捕获的糖肽，真空干燥。将ConA磁珠同时孵育，用磁力架收集结合了糖蛋白的ConA磁珠，洗涤非糖肽，最后洗脱捕获的糖肽并真空干燥。该方法可以深入分析肿瘤相关蛋白（例如EGFR）的特定糖基化位点^[4]。

图 3. 超顺磁性纳米粒子与不同的凝集素偶联

应用三：固定化细胞的分离

使用 ConA 磁珠（与高纯度伴生的刀豆球蛋白 A 共价结合的磁珠）与细胞膜或核膜上的糖蛋白结合，从而捕获细胞或细胞核，可以对少量细胞的实验操作进行可视化。例如，CUT&Tag 和 CUT&RUN 中使用了 ConA 磁珠^[5] 染色质固定化实验是研究染色质结构与功能的新技术，通过将ConA磁珠与细胞结合而进行固定化，使操作更加直观，避免了离心造成的细胞丢失问题。

与研究DNA-蛋白质相互作用的传统ChIP-seq技术相比，CUT&Tag和CUT&RUN具有以下优势：

ConA磁珠与细胞膜糖蛋白结合，使操作更加可视化，增强实验操作体验；
无需离心，只需将ConA磁珠吸附于磁力架上即可完成细胞样品与溶液的分离；
只需 10 个细胞即可进行操作，从而避免了 ChIP-seq 对大量样本的需求。

图4. ChIP-seq、CUT&Tag、CUT RUN实验流程示意图

第 4 部分。 Yeasen 刀豆球蛋白 A 涂层磁珠

ConA 磁珠由 Yeasen，经过严格的原料筛选和多重工艺优化改进，能够快速、高效、灵敏、特异地与糖蛋白、糖脂、多糖等带有糖基化修饰的分子结合，主要用于细胞分离，或用于细胞或组织裂解液或血清中糖蛋白等糖基化分子的分离，尤其可直接用于CUT&RUN、CUT&Tag（ChIP-seq实验的创新技术）等实验。

1.产品特性

批量生产稳定，结果重现性更好；
性能稳定的存储
细胞捕获效率>90%

2.产品信息

货号	货号：19810ES
尺寸	1毫升/5毫升/20毫升
颜色	棕黄色
珠子浓度	10毫克/毫升
固体含量	9-11毫克/毫升
珠子尺寸	1 微米
容量	10⁵ 细胞/µL 珠子