[文章导读] 电子顺磁共振（election paramagnetic resonance，EPR）是对含有未成对电子的顺磁性物质在磁场中的吸收信号进行检测的现代分析方法。自从EPR现象被发现以来...
电子顺磁共振（election paramagnetic resonance，EPR）是对含有未成对电子的顺磁性物质在磁场中的吸收信号进行检测的现代分析方法。自从EPR现象被发现以来，EPR理论得到很大发展，仪器技术日益完善，实验方法不断改进。其中，利用自旋标记（spin label）对膜流动性以及膜蛋白进行研究的EPR方法十分引人注目。该方法是将顺磁性自旋标记物与膜脂结构相连，或者利用标记物的硝基氧与被检测蛋白质中的氨基酸残基相连，从而将具有顺磁性的结构整合入无顺磁性的膜脂以及膜蛋白分子中，再利用自旋标记物的EPR吸收信号进行分析。EPR技术具有高分辨率、高灵敏度的优点，可以得到大量精确的结构信息。
EPR常用的蛋白质自旋标记物有胆固醇氧化亚氨，脂肪酸氧化亚氨，doxyl-硬脂酸(DSA)，3-2-腆醋酸-丙谷胺（IPSL），顺丁烯二酰亚胺（MSL），1-烃氧基-2，2,5,5-四甲基-D3-吡咯琳-3-甲基磺酸醋（MTSSL）以及2,2,6,6-四甲基哌啶-1-烃氧基-4-氨基-4-羧酸（TOAC）等。较为常用的IPSL和MTSSL是以共价键与被测蛋白质中的半胱氨酸残基结合，在还原条件下，MTSSL与二硫化物的结合是可逆的，而IPSL的结合则更加稳定。这两个自旋标记物结构类似，都由一个五元环组成。不同的是MTSSL具有双键以及更短的连接，从而连接更紧密，具有更小的结构可变性以及对蛋白质主链的变化更敏感。所以，MTSSL比IPSL更为常用。
膜蛋白拓扑学主要研究膜蛋白的跨膜方式，即膜蛋白相对于膜的位置信息。利用EPR技术研究膜蛋白质拓扑学，并可以应用于乙酰胆碱受体的拓扑学研究上。利用Fmoc固相肽段合成法将自旋标记物TOAC附加在T.californica AChR的跨膜结构域（M2α）第18位上，形成TOAC18-AChR。体外合成两种膜双分子层模型，将合成并经过一系列纯化的TOAC18-AChRM2α肽段融合到膜双分子层模型中。观察相应的EPR谱线宽度及超精细分裂值，分析得出α螺旋的螺旋运动倾角。
内在膜蛋白与部分外周膜蛋白能够与细胞膜形成多种结构形式，并且可根据功能的需要进行结构的改变。EPR技术是一项研究膜蛋白与膜脂相互作用的有力工具。
利用EPR技术研究了EPSIN-N末端同源性结构域的α螺旋结构与源于生物体的磷脂膜的相互作用。利用基因技术定向诱导大肠杆菌表达带有ENTH结构域的蛋白质，把自旋标记物MTSSL标记的蛋白质经过分离纯化构建在源于生物体的磷脂膜上，进行EPR检测。从EPR谱线可以分析出α螺旋存在于膜的头部基团区域。该研究表明EPR技术可以应用于真正细胞膜研究也为更好的模拟细胞环境下膜蛋白与膜脂的相互作用研究提供了依据。
细胞膜结构与功能的研究是目前细胞生物学研究的一个热点，尤其是镶嵌于其中的蛋白质的结构与功能更是该领域研究的难点之一。EPR技术具有高灵敏度、高分辨率的特性，在膜蛋白结构与膜流动性的研究中具有很大优势。
