ניטור בזמן אמת של אינטראקציות יגנד רצפטור עם פלואורסצנטי תהודת העברת אנרגיה
Summary
אנחנו מדגימים סריג בין polydiacetylene מצומדת פולימר (PDA) וfluorophore מחובר אל פני השטח של כף יד ליפוזומים את החישה של ביומולקולות. יפוזומים PDA הכילו גם מולקולות הקולטן על משטחיהם לביומולקולות כדי לשמש כחלליות. אינטראקציות יגנד רצפטור להוביל לשינויים ביעילות סריג בין fluorophore ומחשבי כף היד, שהוא הבסיס של מנגנון החישה.
Abstract
סריג הוא תהליך שבו אנרגיה היא בלתי radiatively הועבר ממולקולת תורם נרגשת למולקולת acceptor מצב קרקע דרך אינטראקציות ארוכות טווח דיפול דיפול-1. בבדיקת החישה הנוכחית, אנו מנצלים תכונה מעניינת של PDA: משמרת כחולה בספקטרום UV-Vis האלקטרוני הספיגה של PDA (איור 1) לאחר אנליטי אינטראקציה עם קולטנים המחוברים למחשב כף היד 2,3,4,7. שינוי זה בספקטרום ספיגת PDA מספק שינויים בחפיפת הרפאים (J) בין מחשב כף היד (acceptor) וrhodamine (תורם) שמובילים לשינויים ביעילות סריג. כך, יחסי הגומלין בין אנליטי (יגנד) והקולטנים שזוהו באמצעות סריג בין fluorophores התורם ומחשבי כף יד. בפרט, אנו מראים את החישה של streptavidin מולקולת חלבון דגם. אנחנו גם להפגין קוולנטי מחייבים של שור אלבומין (BSA) על פני שטח יפוזום עם סריג מנגנון. אינטראקציות אלה בין tהוא יפוזומים bilayer ומולקולות חלבון ניתן לחוש בזמן אמת. השיטה המוצעת היא שיטה כללית לחישה כימית קטנים ומולקולות ביוכימיות גדולות. מאז פלואורסצנטי הוא מהותי יותר רגיש מcolorimetry, גבול הגילוי של assay יכול להיות במגוון תת nanomolar או נמוך 8. יתר על כן, מחשב כף יד יכולה לשמש acceptor אוניברסלי בסריג, מה שאומר שחיישנים מרובים ניתן לפתח עם PDA (acceptor) פונקציונליים עם תורמים ורצפטורים שונים שהוצמדו על פני השטח של ליפוזומים מחשבי כף יד.
Protocol
Discussion
אנחנו בצענו מחייבים סלקטיבית של שיירי ליזין של חלבון על פני שטח יפוזום באמצעות תגובה NHS-אמינה. זה סריג שיטה מבוססת הוא מסוגלת לעשות ניטור בזמן אמת של ביוטין-streptavidin מחייב וחלבון (BSA) מחייב למשטח יפוזום. הליך דומה ניתן ליישם כדי ללמוד את הדינמיקה המחייבת של אינטראקציות ח…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
תמיכה כספית עבור עבודה זו סופקה באמצעות הקרן הלאומי למדע, המכון הלאומי לבריאות (NIH), חומרים במרכז טכנולוגי (MTC) ואורדע בSIUC. אנו מודים למענק NSF (מל"ג 0959568) לרכישת FE-SEM. ברצוננו להודות לפרופ 'מתיו McCarroll לדיונים מועילים. ג'וליה רייס תהיה להודות לCOLCIENCIAS, סוכנות קולומביאנית וUniversidad Pedagogica y Tecnologica דה קולומביה למלגה שלה ותמיכה כספית.
Materials
| Name of reagent | Company | Catalogue number | Comments |
| 10,12-pentacosadiynoic acid (PCDA) | GFS chemicals | 3261 | Light sensitive |
| N-hydroxysuccinimide (NHS) | Acros organics | 157270250 | Moisture sensitive |
| 1-(3-(dimethylamino)propyl)-3-ethylcarbodiimide hydrochloride (EDC) | Chem-impex International | 00050 | |
| 1,2-dimyristoyl-sn-glycero-3-phosphocholine (DMPC) | Avanti Polar lipids | 850345P | |
| Rhodamine-tagged Bovine Serum Albumin (BSA-Rh) | Sigma Aldrich | A4537 | |
| (1,2-dioleoyl-sn-glycero-3-phosphoethanolamine-N-(biotinyl)(biotin-DOPE) | Avanti Polar lipids | 870282 |
References
- Lakowicz, J. R. . Principles of Fluorescence Spectroscopy. , (1999).
- Charych, D. H., Nagy, J. O., Spevak, W., Bednarski, M. D. Direct Colorimetric Detection of a Receptor-Ligand Interaction by a Polymerized Bilayer Assembly. Science. 261, 585-588 (1993).
- Yoon, B., Lee, S., Kim, J. -. M. Recent Conceptual and Technological Advances in Polydiacetylene-based Supramolecular Chemosensors. Chem. Soc. Rev. 38, 1958-1968 (2009).
- Xuelian, L. i., Kohli, P. u. n. i. t. Investigating Molecular Interactions in Biosensors Based on Fluorescence Resonance Energy Transfer. J. Phys. Chem. C. 114, 6255-6264 (2010).
- Li, X., Matthews, S., Kohli, P. Fluorescence Resonance Energy Transfer in Polydiacetylene Liposomes. J. Phys. Chem. B. 112, 13263-13272 (2008).
- Li, X., McCarroll, M., Kohli, P. Modulating Fluorescence Resonance Energy Transfer in Conjugated Liposomes. Langmuir. 22, (2006).
- New, R. R. C., New, R. R. C. . Liposomes: A Practical Approach. , 33-104 (1990).
- Chen, X., Lee, J., Jou, M. J., Kim, J. -. M., Yoon, J. Colorimetric and Fluorometric Detection of Cationic Surfactants Based on Conjugated Polydiacetylene Supramolecules. Chem. Commun. , 3434-3436 (2009).
- Yarimaga, O., Im, M., Choi, Y. -. K., Kim, T. W., Jung, Y. K., Park, H. G., Lee, S., Kim, J. -. M. A Color Display System Based on Thermochromic Conjugated Polydiacetylene. Macromolecular Research. 18, 404-407 (2010).
