经过小贝上一期的推送，相信大家已经了解到了离心技术尤其是超速离心技术在新冠疫苗研发中的重要性。大家可能有所不知，我们熟悉的超速离心技术还有一位“孪生兄弟”——分析型超速离心技术（Analytical Ultracentrigation，AUC）。1925年瑞典科学家Svedberg发明这一技术，并于第二年制造出第一台分析型超速离心机。经过近百年的应用与发展，目前分析型超速离心技术已广泛应用于生命科学与生物制药领域（想进一步了解这一技术的朋友请移步→ AUC技术简介）。

随着新冠疫情逐渐平稳，新冠战役已经进入了下半程——新冠疫苗与药物的研发，其中AUC充分发挥其“可直接检测溶液中样品状态”等优势，在小分子药物筛选、分子机制的研究以及抗体与疫苗的质控中均发挥了重要作用。

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AUC助力新冠病毒蛋白结构解析

蛋白质的结构很大程度上决定了它的性质与功能，了解新冠病毒S蛋白聚集状态、三维结构以及其与其他蛋白的相互作用，将为新药研发人员对小分子药物的设计与筛选、单克隆抗体与疫苗的研发提供重要帮助。厦门大学研究团队使用分析型超速离心技术（AUC）表征了S蛋白不同状态下的溶液中聚集状态，证明S蛋白以三聚体形式存在于溶液中，并在此基础上解析得到S蛋白三聚体的冷冻电镜结构，为小分子药物筛选与疫苗研制提供了坚实的结构基础。

AUC助力新冠治疗药物筛选

疫情发生以来，研究人员一直致力于寻找有效的病毒抑制剂。新冠病毒中的主要蛋白酶Mpro是一个非常重要的潜在药物靶点，对于抑制病毒复制起着关键作用。德国科研团队与中国长春吉大天元化学技术股份有限公司共同对这一蛋白酶结构展开了研究，研究成果发表在顶级学术期刊《Science》杂志上。他们使用AUC检测不同浓度下Mpro的聚集状态，发现其在溶液中存在单体-二聚体的平衡状态。另外，他们解析得到了新冠病毒Mpro的二聚体晶体结构，并依据其三维结构开发了一种α-酮酰胺抑制剂作为SARS-CoV-2 Mpro的有效抑制剂，帮助推动相应治疗方法的形成。

AUC技术表征抗体药物

在新冠药物的研究中，除了“老药新用“、筛选抗病毒药物的基本思路之外，单克隆抗体等大分子生物药的研发也是应急攻关的热点。相比于小分子药物，单克隆抗体药物机理清晰，特异性强，副作用较低。与此同时，如果抗体药物质量不佳注射到人体后将起不到相应的治疗作用，这使抗体药物的质控显得尤为重要。

目前君实生物、礼来、信达等多家生物制药公司已加入新冠病毒抗体药物研发大军。在抗体药物质控中，Optima AUC分析型超速离心机提供了独一无二的在溶液中检测蛋白性质的系统，可直接分析溶液中抗体的异质性，不需要标准品与基质，更准确表征真实生理状态下的抗体药物，加速药物开发、制剂筛选与质量控制。同时，分析型超速离心技术还可以用来检测抗体偶联药物（ADC）的结合效率以及纳米粒子药物复合体的包装和融合。

疫苗质控中的AUC

除了筛选有效药物之外，疫苗的研发也是为防控新冠疫情主攻的方向之一，我国也展开了灭活疫苗、核酸疫苗、重组疫苗等多条技术路线的研发。在疫苗的质控中，AUC可以用于表征产品在最终溶液中的特性以及批次一致性。厦门大学研究团队此前使用AUC技术检测了VLP病毒样颗粒HEV疫苗的体外组装过程。另外利用AUC技术分析表征了HPV疫苗在溶液中状态以及批次间一致性。

总而言之，无论是小分子药物的筛选、抗体药物的研发与质控以及新冠疫苗的研究都少不了分析型超速离心机（AUC）的身影。除此之外，AUC还可用于病毒载体质控、检测蛋白间相互作用等研究中。

参考文献：

1.Li T, Zheng Q, Yu H, et al. Characterization of the SARS-CoV-2 Spike in an Early Prefusion Conformation[J]. bioRxiv, 2020.

2.Zhang L, Lin D, Sun X, et al. Crystal structure of SARS-CoV-2 main protease provides a basis for design of improved α-ketoamide inhibitors[J]. Science, 2020, 368(6489): 409-412.

3.Yang C, Pan H, Wei M, et al. Hepatitis E virus capsid protein assembles in 4M urea in the presence of salts[J]. Protein Science, 2013, 22(3): 314-326.

4.Pan H, Li Z, Wang J, et al. Bacterially expressed human papillomavirus type 6 and 11 bivalent vaccine: characterization, antigenicity and immunogenicity[J]. Vaccine, 2017, 35(24): 3222-3231.

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