组成图示
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传感器类型
表面等离子共振(SPR)生物传感器
检测对象
CEACAM1 外域蛋白（CEACAM1 ectodomain, D(1–4)/D(2–4)），样品基质：HBS/P20 缓冲液（含 EDTA 或 Ca/Mg）。
检测原理
SPR 芯片表面经胺偶联固定大鼠 CEACAM1 D(1–4)-Fc 或 D(2–4)-Fc 作为配体，人 CEACAM1 D(1–4)-Fc 作为参考通道。流动相注入 His 标记 CEACAM1 外域后，其 N 端 D1 结构域与固定 D1 发生同源结合，形成反平行 C 二聚体；在 Ca/Mg 存在下还可形成平行 A 二聚体和三聚体。结合使芯片表面质量/折射率增加，SPR 响应以 RU 上升。结合量随分析物浓度升高而增加，解离相反映 kd。作者用考虑溶液内自缔合与表面结合耦合的模型拟合传感图，得到 ka、kd 和 KD；二价阳离子增强结合，EDTA 抑制部分反应。无外源信号放大，信号来自多价同源结合产生的表面质量变化。
检测灵敏度
原文未报告 LOD、线性范围、灵敏度斜率或相关系数。
效应效果
选择性：大鼠 D(1–4) 特异性结合固定大鼠 D(1–4)，不结合 D(2–4)；人 D(1–4) 参考通道扣除非特异响应。条件依赖：EDTA 与 Ca/Mg 比较显示二价阳离子增强结合，Ca/Mg 下三聚模型拟合最佳。一致性：SPR 与断层扫描 KD 同数量级，SPR EDTA KD1=11.21 µM，Ca/Mg KD1=7.65 µM、KD2=208 µM；断层扫描 C 二聚体 43.8/72.1 µM，A 二聚体 113/260 µM（Ca/Mg/EDTA）。作者主张该机制说明 CEACAM1 黏附诱导 cis 重排并启动跨膜信号。
传感器的构成
- 基底/换能器：CM5 SPR 芯片，提供 SPR 检测表面并通过胺偶联固定配体。
- 表面修饰：pH 4.0 胺偶联，将 CEACAM1 Fc 配体固定到芯片表面。
- 识别配体：大鼠 CEACAM1 D(1–4)-Fc 或 D(2–4)-Fc，作为同源结合捕获分子。
- 参考配体：人 CEACAM1 D(1–4)-Fc，用于参考通道扣除非特异响应。
- 反应缓冲液：HBS/P20 加 3 mM EDTA 或 2 mM Ca2+/2 mM Mg2+，控制二价阳离子依赖结合。
- 再生清洗：4 M LiCl/HBS 与 0.25% P20/HBS，解离结合物并恢复芯片表面。
中文摘要
细胞黏附分子（CAMs）感知胞外微环境并将信号传递至胞内。本研究针对单次跨膜同源 CAM 外域产生信号的机制，分析癌胚抗原相关细胞黏附分子 1（CEACAM1）的结构与同源相互作用。作者采用表面等离子共振（SPR）生物传感器分析、分子电子断层扫描和化学交联，研究可溶性和膜结合 CEACAM1 外域。CEACAM1 外域由四个糖基化免疫球蛋白样（Ig）结构域组成，具有高度柔性，可参与反平行（trans）和平行（cis）同源结合。膜结合 CEACAM1 外域形成微簇，四个 Ig 结构域均参与组装。N 端 Ig 结构域之间的 trans 结合促进 CEACAM1 cis 二聚体形成，并改变微簇内 CEACAM1 相互作用。这些数据表明，CEACAM1 跨膜信号由黏附调控的 cis 相互作用变化启动，并传递至质膜内侧。
英文摘要
Cell adhesion molecules (CAMs) sense the extracellular microenvironment and transmit signals to the intracellular compartment. In this investigation, we addressed the mechanism of signal generation by ectodomains of single-pass transmembrane homophilic CAMs. We analyzed the structure and homophilic interactions of carcinoembryonic antigen (CEA)-related CAM 1 (CEACAM1), which regulates cell proliferation, apoptosis, motility, morphogenesis, and microbial responses. Soluble and membrane-attached CEACAM1 ectodomains were investigated by surface plasmon resonance-based biosensor analysis, molecular electron tomography, and chemical cross-linking. The CEACAM1 ectodomain, which is composed of four glycosylated immunoglobulin-like (Ig) domains, is highly flexible and participates in both antiparallel (trans) and parallel (cis) homophilic binding. Membrane-attached CEACAM1 ectodomains form microclusters in which all four Ig domains participate. Trans-binding between the N-terminal Ig domains increases formation of CEACAM1 cis-dimers and changes CEACAM1 interactions within the microclusters. These data suggest that CEACAM1 transmembrane signaling is initiated by adhesion-regulated changes of cis-interactions that are transmitted to the inner phase of the plasma membrane.