تشكيل لومينوفوري في والتشكلات المختلفة من ألبومين المصل البقري قبل الربط من الذهب الثلاثي
Summary
البروتوكولات من أجل دراسة ربط الكاتيونات الذهب (Au(III)) إلى والتشكلات المختلفة من ألبومين المصل البقري (BSA)، فضلا عن وصف الأسفار جيش صرب البوسنة والاتحاد الأفريقي فريدة من نوعها تعتمد كونفورماشونال ترد.
Abstract
وغرض البروتوكولات المقدمة دراسة عملية ربط Au(III) لجيش صرب البوسنة، تسفر عن تكيف fluorescence الحمراء الناجمة عن تغير (λم = 640 nm) مجمعات BSA-Au(III). الطريقة ضبط الأس الهيدروجيني لإظهار أن ظهور ومضان أحمر يرتبط بالتحولات التوازن الناجم عن درجة الحموضة من والتشكلات جيش صرب البوسنة. إلا يمكن أن تشكل مجمعات BSA-Au(III) نيون أحمر مع تعديل درجة الحموضة عند أو فوق 9.7، الذي يتوافق مع تكيف “نموذج” لجيش صرب البوسنة. ويرد وصف البروتوكول لضبط جيش صرب البوسنة إلى الاتحاد الأفريقي نسبة المولى ورصد الوقت-مسار عملية الربط Au(III). الحد الأدنى لعدد من Au(III) في جيش صرب البوسنة، لإنتاج ومضان أحمر، أقل من سبعة. ونحن تصف البروتوكول في خطوات لتوضيح وجود عدة مواقع الربط Au(III) في جيش صرب البوسنة. أولاً، عن طريق إضافة النحاس (Cu(II)) أو النيكل (الكاتيونات Ni(II)) تليها Au(III)، هذا الأسلوب يكشف موقع ربط ل Au(III) لا فلوروفوري الأحمر. ثانيا، عن طريق تعديل جيش صرب البوسنة قبل ثيول وضع سقف للوكلاء، كشف موقع الربط Au(III) نونفلوروفوري تشكيل آخر. ثالثا، تغيير تشكيل جيش صرب البوسنة ناهضة ووضع سقف للسندات ثنائي كبريتيد، موضحة ملزمة Au(III) ممكن (ق). يمكن تطبيق البروتوكول، للسيطرة على جيش صرب البوسنة والتشكلات وربط Au(III)، ووصف عموما لدراسة التفاعلات بين البروتينات والمعادن الكاتيونات الأخرى.
Introduction
مجمع جيش صرب البوسنة والاتحاد الأفريقي لنستعرض الأشعة فوق البنفسجية (الأشعة فوق البنفسجية)-الأسفار الحمراء منفعل، مع ملحوظة ستوكس التحول، وقد تم تصنيعه من الأصل قبل شيه وآخرون. 1-الأسفار الحمراء الفريدة ومستقرة يمكن العثور على التطبيقات المختلفة في ميادين مثل الاستشعار2،،من34أو5،،من67التصوير أو لطب النانوي8 ،،من910،11،،من1213. ودرست هذا المركب على نطاق واسع بالعديد من الباحثين في مجال علوم النانو في السنوات الأخيرة14،،من1516. مجمع جيش صرب البوسنة والاتحاد الأفريقي قد فسرت nanoclusters25 الاتحاد الأفريقي. هو هدف طريقة عرض لدراسة هذا المجمع بالتفصيل وفهم أصل ومضان أحمر. باتباع النهج المقدمة، يمكن التدليل على وجود عدة مواقع ربط الاتحاد الأفريقي، والمنشأ للأسفار، بديل إلى نويات موقع واحد للاتحاد الأفريقي25 nanoclusters،. ويمكن استخدام نفس النهج لدراسة كيفية أخرى البروتينات17،،من1819 الرصاصية مع Au(III) يمكن تغيير خصائصها الفلورسنت الجوهرية.
توليف لمجمع جيش صرب البوسنة والاتحاد الأفريقي الأحمر نيون يتطلب عنصر تحكم ضيقة نسب المولى لجيش صرب البوسنة إلى الاتحاد الأفريقي (BSA:Au) لزيادة كثافة الأسفار وموقع القمم في الإثارة-الانبعاثات من الخريطة (أم)20. يمكن إثبات وجود عدة مواقع الربط ل Au(III) لربط، بما في ذلك جزء الهليونين (أو بلغة Asp، مخلفات الأحماض الأمينية الأربعة الأولى في ن-المحطة من جيش صرب البوسنة)21،22. ويرد أيضا الأحماض الأمينيةال 34 لجيش صرب البوسنة (Cys-34) لتنسيق Au(III) وأن تشارك في إليه fluorescence([Cys34-capped-BSA]-Au(III)) الأحمر20. عند ناهضة Cys Cys كل ثنائي كبريتيد السندات ووضع حد أقصى لجميع ثيولس، الأحمر الفلورية غير المنتجة ([all-thiol-capped-BSA]-Au(III)). يشير هذا إلى ضرورة Cys Cys ثنائي كبريتيد السندات كموقع الربط Au(III) لإنتاج ومضان أحمر.
تقنيات الكيمياء البروتين لا تستخدم على نطاق واسع لدراسة المجمعات BSA-Au(III) في الأوساط العلمية نانو. ومع ذلك، سيكون من قيمة لتوظيف هذه التقنيات لفهم جوانب معينة من هذه المجمعات، فضلا عن اكتساب فهم تفصيلي لمواقع الربط Au(III) في جيش صرب البوسنة. تم إعداد هذه المقالة لإظهار بعض من هذه التقنيات.
Protocol
Representative Results
Discussion
مركبات BSA-Au(III) أعدت على درجة الحموضة 12 يحمل الأسفار أحمر في انبعاثات الطول موجي λم= 640 nm عندما متحمس مع الأشعة فوق البنفسجية (الأشعة فوق البنفسجية) الخفيفة λالسابقين= 365 نانومتر (الشكل 1A). ظهور ومضان أحمر هو عملية بطيئة، وسوف يستغرق بضعة أيام في درجة حرارة الغر…
Offenlegungen
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
المطران تعترف بالدعم من صندوق المبادرة الخاصة الهبات ديوك، ويلز فارغو الصندوق، مؤسسة PhRMA، فضلا عن أموال بدء التشغيل من جامعة كارولينا الشمالية، شارلوت.
Materials
| Bovine Serum Albumin (BSA), 96% | Sigma-Aldrich | A5611 | |
| gold (III) chloride trihydrate, 99.9% | Sigma-Aldrich | 520918 | |
| Copper (II) chloride dihydrate, 99.999% | Sigma-Aldrich | 459097 | |
| Nickel (II) chloride hexahydrate, 99.9% | Sigma-Aldrich | 654507 | |
| N-Ethylmaleimide (NEM), >99.0% | Sigma-Aldrich | 4259 | |
| Tris(2-carboxyethyl)phosphine hydrochloride (TCEP), >98.0% | Sigma-Aldrich | C4706 | |
| Sodium hydroxide, >98.0% | Sigma-Aldrich | S8045 | |
| Urea, 99.5% | Chem-Implex Int'l | 30142 | |
| Phospate buffered saline (PBS) | Corning | MT21040CV | |
| Ammonium bicarbonate, 99.5% | Sigma-Aldrich | 9830 |
Referenzen
- Xie, J., Zheng, Y., Ying, J. Y. Protein-Directed Synthesis of Highly Fluorescent Gold Nanoparticles. Journal of the American Chemical Society. 131, 888-889 (2009).
- Saha, K., Agasti, S. S., Kim, C., Li, X., Rotello, V. M. Gold Nanoparticles in Chemical and Biological Sensing. Chemical Reviews. 112, 2739-2779 (2012).
- Zhang, Y., et al. New Gold Nanostructures for Sensor Applications: A Review. Materials. 7, 5169-5201 (2014).
- Chen, L. -. Y., Wang, C. -. W., Yuan, Z., Chang, H. -. T. Fluorescent Gold Nanoclusters: Recent Advances in Sensing and Imaging. Analytical Chemistry. 87 (1), 216-229 (2015).
- Cai, W., Gao, T., Hong, H., Sun, J. Applications of Gold Nanoparticles in Cancer Nanotechnology. Nanotechnology, Science and Applications. 1, 17-32 (2008).
- Nune, S. K., et al. Nanoparticles for Biomedical Imaging. Expert Opinion on Drug Delivery. 6, 1175-1194 (2009).
- Dorsey, J. F., et al. Gold Nanoparticles in Radiation Research: Potential Applications for Imaging and Radiosensitization. Translational Cancer Research. 2, 280-291 (2013).
- Daniel, M. -. C., Astruc, D. Gold Nanoparticles: Assembly, Supramolecular Chemistry, Quantum-Size-Related Properties, and Applications toward Biology, Catalysis, and Nanotechnology. Chemical Reviews. 104 (1), 293-346 (2004).
- Ferrari, M. Cancer Nanotechnology: Opportunities and Challenges. Nature Reviews Cancer. 5, 161-171 (2005).
- Huang, X., Jain, P. K., El-Sayed, I. H., El-Sayed, M. A. Gold Nanoparticles: Interesting Optical Properties and Recent Applications in Cancer Diagnostics and Therapy. Nanomedicine. 2, 681 (2007).
- Arvizo, R., Bhattacharya, R., Mukherjee, P. Gold Nanoparticles: Opportunities and Challenges in Nanomedicine. Expert Opinion on Drug Delivery. 7, 753-763 (2010).
- Doane, T. L., Burda, C. The Unique Role of Nanoparticles in Nanomedicine: Imaging, Drug Delivery and Therapy. Chemical Society Reviews. 41, 2885 (2012).
- Egusa, S., Ebrahem, Q., Mahfouz, R. Z., Saunthararajah, Y. Ligand Exchange on Gold Nanoparticles for Drug Delivery and Enhanced Therapeutic Index Evaluated in Acute Myeloid Leukemia Models. Experimental Biology and Medicine. 239, 853 (2014).
- Qu, X., et al. Fluorescent Gold Nanoclusters: Synthesis and Recent Biological Application. Journal of Nanomaterials. (784097), (2015).
- Chakraborty, I., Pradeep, T. Atomically Precise Clusters of Noble Metals: Emerging Link between Atoms and Nanoparticles. Chemical Reviews. 117, 8208-8271 (2017).
- Raut, S., et al. Evidence of energy transfer from tryptophan to BSA/HSA protected gold nanoclusters. Methods and Applications in Fluorescence. 2, (2014).
- Le Guével, X., Daum, N., Schneider, M. Synthesis and Characterization of Human Transferrin-Stabilized Gold Nanoclusters. Nanotechnology. 22 (27), (2011).
- Kawasaki, H., Yoshimura, K., Hamaguchi, K., Arakawa, R. Trypsin-Stabilized Fluorescent Gold Nanocluster for Sensitive and Selective Hg2+ Detection. Analytical Sciences. 27 (6), 591 (2011).
- Lu, D., et al. Lysozyme-Stabilized Gold Nanoclusters as a Novel Fluorescence Probe for Cyanide Recognition. Spectrochimica Acta Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy. 121, 77-80 (2014).
- Dixon, J. M., Egusa, S. Conformational Change-Induced Fluorescence of Bovine Serum Albumin-Gold Complexes. Journal of the American Chemical Society. 140, 2265-2271 (2018).
- Peters, T. . All About Albumin. , (1996).
- Masuoka, J., Saltman, P. Zinc(II) and Copper(II) Binding to Serum Albumin. A Comparative Study of Dog, Bovine, and Human Albumin. Journal of Biological Chemistry. 269, 25557-25561 (1994).
- Takeda, K., Wada, A., Yamamoto, K., Moriyama, Y., Aoki, K. Conformational Change of Bovine Serum Albumin by Heat Treatment. Journal of Protein Chemistry. 8 (5), 653-659 (1989).
- Klotz, I. M., Curme, H. G. The Thermodynamics of Metallo-protein Combinations. Copper with Bovine Serum Albumin. Journal of the American Chemical Society. 70, 939-943 (1948).
- Fiess, H. A., Klotz, I. M. The Thermodynamics of Metallo-Protein Combinations. Comparison of Copper Complexes with Natural Proteins. J. Am. Chem. Soc. 74, 887-891 (1952).
- Rao, M. S. N. A Study of the Interaction of Nickel(II) with Bovine Serum Albumin. Journal of the American Chemical Society. 84, 1788-1790 (1962).
- Peters, T., Blumenstock, F. A. Copper-Binding Properties of Bovine Serum Albumin and Its Amino-terminal Peptide Fragment. Journal of Biological Chemistry. 242, 1574-1578 (1967).
- Xue, Y., Li, X., Li, H., Zhang, W. Quantifying Thiol-Gold Interactions towards the Efficient Strength Control. Nature Communications. 5, 4348 (2014).
- Xu, Y., et al. The Role of Protein Characteristics in the Formation and Fluorescence of Au Nanoclusters. Nanoscale. 6 (3), 1515-1524 (2014).
