表面等离子共振（SPR）检测中的“三元ABA循环模式”——三元结合，我们是怎么做到的？
一个让很多课题组头疼的现实
做分子互作的科研人员大概都经历过这样的场景：蛋白表达纯化花了两个月，送去做SPR检测，结果被告知“蛋白纯度不够”或“缓冲体系不兼容”；好不容易把SPR跑出来了，想进一步做竞争性结合或三元复合物验证，却发现大多数服务商只做二元结合——蛋白+小分子，或者蛋白+蛋白。
三元结合呢？抱歉，做不了。
这不仅仅是服务能力的问题。在PROTAC和分子胶为代表的靶向蛋白降解（TPD）药物研发领域，降解效率的核心决定因素不再是药物与靶点的二元亲和力，而是药物、靶点、E3连接酶三者形成的三元复合物的稳定性。SPR技术凭借其无标记、实时、动力学分析的独特优势，已成为研究三元复合物的代表性技术。然而，能真正把三元结合做好的团队，并不多。
最近，我们完成了一组蛋白与4个小分子的动力学结合及三元结合检测。这组数据不仅验证了我们从蛋白纯化到SPR检测的全流程能力，更展示了三元结合技术在竞争性抑制研究中的实战价值。
一、什么是SPR三元结合？为什么它这么难？
表面等离子体共振（SPR）的本质是光子与表面等离子体之间的能量耦合——当激发光频率与金属表面自由电子的振荡频率匹配时，引发共振效应并伴随光能量吸收或散射特性变化。通俗地说，SPR能实时“称量”分子结合过程中芯片表面的质量变化，从而获得结合速率（ka）、解离速率（kd）和亲和力常数（KD）。
二元结合相对直接：把蛋白A固定在芯片上，让小分子B流过去，看它们结不结合、结合多快、结合多牢。
三元结合就复杂得多。 需要设置“ABA循环模式”：先把小分子A与蛋白A预结合，然后再检测小分子B或小分子C与蛋白A的结合响应。这个设计的本质是回答一个关键问题：当A已经占据了蛋白的某个位点后，B还能不能结合？如果能，结合能力变了多少？
这需要在实验设计上解决几个难题：
二元复合物的稳定性：固定二元复合物后，其稳定性容易受到影响；
浓度窗口的精准控制：拮抗剂浓度、分析物浓度、两者比例都需要反复优化；
背景扣除的复杂性：三元体系中的非特异性结合和体相效应干扰更大。
而这一切的前提是——你得先有高质量的蛋白。
二、一篇经典文献：SPR如何解开PROTAC三元复合物的动力学密码
要理解SPR三元结合技术的真正价值，最好的方式莫过于看一篇经典文献——2019年Roy等人发表在《ACS Chemical Biology》上的研究。
这篇研究的背景非常直接：PROTAC（蛋白水解靶向嵌合体）分子通过招募目标蛋白到E3泛素连接酶，形成目标蛋白/PROTAC/连接酶三元复合物，从而触发目标蛋白的泛素化降解。但问题是——尽管三元复合物是PROTAC药效的关键中间体，此前却没有人能直接测量它的结合动力学参数。Roy团队的工作，恰恰填补了这个空白。
他们是怎么做的？
研究者选择了四个靶向BET家族蛋白（Brd2、Brd3、Brd4）溴结构域的PROTAC分子，将它们与von Hippel-Lindau（VHL）E3连接酶配对。在SPR实验中，他们将VHL蛋白固定在芯片表面，然后让不同浓度的PROTAC分子（如MZ1）流经芯片——但关键在于，PROTAC分子本身并不直接与VHL结合，而是先与溶液中的BET蛋白形成二元复合物，这个二元复合物再与芯片上的VHL结合，最终形成三元复合物。
这个实验设计精妙之处在于：它模拟了PROTAC在真实细胞环境中的工作逻辑——PROTAC不是单独作用的，它是“桥梁”，把目标蛋白和E3连接酶拉到一起。
数据揭示的关键信息：
研究结果显示，不同PROTAC分子的三元复合物解离速率（off-rate）存在显著差异。MZ1诱导形成的Brd4BD2-VHL三元复合物具有相对较长的解离半衰期，而Brd3BD2-VHL复合物则因为溴结构域上一个单氨基酸的差异（Glu/Gly置换）而变得不稳定。
更重要的是——这种三元复合物稳定性的差异，直接对应了细胞内蛋白降解效率的差异：Brd2和Brd4的初始降解速率明显高于Brd3。换句话说，SPR测得的三元复合物解离动力学，可以预测PROTAC的细胞降解活性。
这项研究还揭示了一个对药物设计极具指导意义的发现：不同的PROTAC在三元复合物形成中表现出正协同性或负协同性。所谓正协同性，指的是PROTAC与目标蛋白的结合反而增强了其与E3连接酶的结合——这种“1+1>2”的效应，正是高效PROTAC分子的核心特征。
这项工作的意义在于：它首次建立了SPR测量PROTAC三元复合物动力学的方法学框架
，并证明了三元复合物的解离半衰期是影响靶蛋白降解效率的关键动力学参数。从此，药物化学家不再只能“猜”哪个PROTAC更好——SPR给了他们一把精确的尺子。
这个案例清晰地告诉我们：三元结合不是二元结合的简单延伸，而是一个全新的信息维度。二元结合告诉你“A和B是否结合”，三元结合告诉你“在C存在的情况下，A和B的结合变了多少”——后者才是PROTAC、分子胶、竞争性抑制等复杂药物作用机制的核心问题。
三、为什么说“蛋白纯化+SPR检测”一站式服务是刚需？
讲完数据，我想聊一个更现实的问题。
SPR检测的门槛其实不在仪器——Biacore很多实验室都有。真正的门槛在样品前端的蛋白制备和后端的实验设计。
前端：蛋白质量决定SPR数据的生死。
SPR单次实验通常需要蛋白量>50 μg、纯度>90%；
蛋白的缓冲体系必须与SPR运行缓冲液兼容；
蛋白的活性状态、是否有降解、是否有聚集——这些都会直接影响传感图的质量。
很多课题组在蛋白纯化阶段就卡住了：表达量低、纯化后活性丧失、缓冲液换不成功……连上机的资格都没有，谈何数据？
后端：三元结合的实验设计考验的是经验。
拮抗剂浓度该用多少？
分析物的浓度梯度怎么设？
结合时间、解离时间、再生条件怎么优化？
如何判断信号是特异性结合还是体相效应？
这些问题没有标准答案，全靠项目经验积累。
这就是我们推出“蛋白纯化+SPR检测一站式服务”的初衷——从前端的蛋白表达纯化、缓冲液置换、质量控制，到后端的SPR实验设计、数据采集、动力学拟合、报告撰写，全流程打通。
客户只需要提供基因序列或蛋白样品，剩下的交给我们。
四、我们的SPR平台能做什么？
基于Biacore 1K平台（Cytiva），我们提供以下服务：
二元相互作用检测：
蛋白-蛋白、蛋白-小分子、蛋白-抗体、抗原-抗体等
动力学参数（ka、kd、KD）测定
稳态亲和力测定
浓度测定
三元/竞争性结合检测：
ABA循环模式（先结合A、再检测B）
竞争性抑制实验（评估抑制剂对靶点结合的阻断效应）
PROTAC/分子胶三元复合物形成验证
表位竞争实验（epitope binning）
全流程一站式服务：
蛋白表达与纯化（原核/真核系统）
蛋白质量控制（SDS-PAGE、SEC、活性、蛋白是否验证过SPR）
缓冲液体系优化
SPR实验设计与执行
数据拟合与报告撰写
SPR技术被誉为生物分子互作研究的“金标准”，已被FDA认可用于药物筛选和抗体表征。无论是基础科研中的机制验证，还是药物研发中的靶点验证和先导化合物筛选，SPR都是绕不开的关键技术。
写在最后
回到开头的那个场景。
如果你正在为蛋白纯化发愁，如果你需要SPR数据但不知道从何下手，如果你想做三元结合却找不到靠谱的团队——
不妨来聊一聊。
我们不做“来样加工”，我们做的是从“拿到蛋白”到“验证功能”的全流程解决方案。
数据自己会说话。一张传感图就能把一个科学问题讲清楚。
这就是SPR的力量，也是一站式服务的价值。