结构生物化学/膜蛋白/膜蛋白研究方法/溶液核磁共振谱
了解膜蛋白的功能一直是一个难题，因为它们无法在不损失重要信息的情况下从膜中纯化或分离出来。为了研究它们，必须将它们放置在一个模拟它们通常所处环境的环境中，然后通过溶液核磁共振谱进行分析。溶液核磁共振谱需要某些化合物和组装体来稳定膜蛋白在分析过程中。
通常，胶束形成的去垢剂用于在水溶液中稳定蛋白质。去垢剂是包含疏水和亲水区域的分子。每个去垢剂都有一个临界胶束浓度 (cmc)，如果去垢剂分子的浓度低于其 cmc，它们将以单体形式存在；如果高于 cmc，它们将以与去垢剂单体处于平衡的去垢剂胶束形式存在。
然而，去垢剂并不理想用于研究膜蛋白。由于它们具有高度的动态性，它们会导致蛋白质展开和聚集。包含延伸到水空间部分的膜蛋白尤其难以用去垢剂研究，因为这些区域会展开并变得不稳定。胶束的球形也带来了一个问题，因为蛋白质所在的膜是平面的。去垢剂分子也会干扰用于研究膜蛋白的实验条件，并且需要相当长的时间才能找到与待研究蛋白质兼容的去垢剂。
总体而言，使用去垢剂可能很费时且有困难。
去垢剂是科学家用于膜蛋白的生化和结构研究的重要工具。膜蛋白的结构研究需要能够有效模拟脂质双层的去垢剂。科学家们一直在为选择哪种去垢剂而苦恼。科学家们希望使用能够促进蛋白质稳定性的去垢剂，还是能够形成小胶束的去垢剂？
十二烷基-β-D-麦芽吡喃糖苷 (DDM) 通常被认为是维持蛋白质稳定性的最佳去垢剂之一，并且这种去垢剂的使用对标志性蛋白质的结晶产生了影响。[1] 虽然 DDM 非常适合维持蛋白质稳定性，但其大的胶束尺寸是大多数从 DDM 结晶的膜蛋白仅衍射低至中等分辨率的原因之一。
脂肽去垢剂（LPD）是一类新型的两亲性分子（一种亲水和亲脂分子），它由一个肽支架组成，该支架支撑着两条烷基链，每条链锚定在 α-螺旋的每一端。 [2] LPD 设计旨在创造一种能够形成小胶束的两亲性分子，但创造一个与胶束相比更接近双层内部的酰基堆积环境。最终，科学家们能够创造出具有这种确切设计的脂肽去垢剂。LPD 能够自组装成小胶束，并且是温和的、非变性的去垢剂，能够在溶液中长时间保存膜蛋白的结构。 [1] LPD 单体的目标构象是楔形，内部边缘由两条疏水酰基链组成，与由螺旋的极性面组成的较宽表面相对（如图二所示）。LPD 非常有效地稳定蛋白质，因为在目标蛋白质的疏水表面形成了有利的类似膜的圆柱形酰基堆积相互作用。（如图 c 和 d 所示）。 [1]
LPD 在核磁共振中的应用核磁共振中使用的普通去垢剂通常很苛刻且具有侵蚀性。PDC（蛋白质去垢剂复合物）中的构象交换是一个常见问题。LPD 在核磁共振中很有用，因为从 PDC 中实现了类似膜的环境，而质量保持在最低限度。
LPD 的实用性虽然与其他去垢剂相比，LPD 相对昂贵，但 LPD 在 12-20 个 LPD 单体每蛋白质的非常低的摩尔质量比下是有效的，只需要很少量的 LPD 就能完全溶解目标膜蛋白。所有添加的 LPD 都用于最终的样品进行结晶试验或核磁共振谱。这使得 LPD 在其所做的事情上效率很高。[1]
去垢剂的替代品是两亲性聚合物。两亲性聚合物主要由 Jean-Luc Popot 及其同事开发，具有“共价修饰的聚合物主链，疏水基团和亲水基团随机分布”。[1] 两亲性聚合物被用作无去垢剂的膜替代品，可以保留膜蛋白的功能。
另一种技术是使用脂质双层系统。脂质双层系统通常比两亲性聚合物和去垢剂更好地保留膜蛋白的完整性和结构。三类膜模拟物属于此类：脂质体、双层脂质囊泡和纳米脂蛋白颗粒 (NLP)。
双层脂质囊泡也被用于研究膜蛋白。双层脂质囊泡是脂质和去垢剂的二元水溶性组装体。理想情况下，脂质将形成双层脂质囊泡的中心部分，而去垢剂将形成组装体的边缘。该组装体本身是水溶液中的一块大致圆形的脂质双层膜。
研究膜蛋白在其天然环境中的方法是使用纳米脂蛋白颗粒 (NLP)，或纳米盘或重构的高密度脂蛋白颗粒 (rHDL)。NLP 由排列成盘状双层的磷脂的非共价组装体构成。
研究膜蛋白在其天然环境中的方法是使用纳米脂蛋白颗粒 (NLP)，或纳米盘或重构的高密度脂蛋白颗粒 (rHDL)。NLP 由“排列成盘状双层的磷脂的非共价组装体构成，周围是两亲性载脂蛋白”。[1]
2. [1] http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/19682888
3. [2] http://www.nature.com/nbt/journal/v21/n2/full/nbt776.html