형광 공명 에너지 전송과 리간드 - 수용체 상호 작용의 실시간 모니터링
Summary
우리는 복합 폴리머 polydiacetylene (PDA)와 형광 분자의 감지 용 PDA liposomes의 표면에 부착 사이에 초조해 보여줍니다. PDA liposomes은 프로브로 사용되는 분자에 대한 자신의 표면에 수용체 분자가 포함되어 있습니다. 리간드 – 수용체 상호 작용이 감지 메커니즘의 기초 형광와 PDA 사이의 걱정 효율성의 변화에 연결되어 있습니다.
Abstract
걱정은 장거리 쌍극자 – 쌍극자 상호 작용 1 일까지 지상 상태 수용체 분자에 흥분 기증자 분자에서 에너지의 변환이 아닌 radiatively이된다 과정입니다. analyte는 PDA 2,3,4,7에 연결 수용체와 상호 작용 한 후 PDA의 UV-VIS 전자 흡수 스펙트럼 (그림 1)에서 블루 변화 : 현재 감지 분석에서 우리는 PDA의 흥미로운 속성을 사용합니다. PDA 흡수 스펙트럼에있는이 변화는 걱정 효율성의 변화로 연결 PDA (수용체)와 rhodamine (기증자) 사이의 스펙트럼 중첩의 변화 (J)를 제공합니다. 따라서, analyte (리간드)와 수용체 사이의 상호 작용은 기증자 fluorophores 및 PDA 사이에 안달을 통해 감지된다. 특히, 우리는 모델 단백질 분자 streptavidin의 감지를 보여줍니다. 우리는 또한이있는 소 혈청 알부민 (BSA)에 리포좀 표면의 공유 결합 – 바인딩 메커니즘을 초조해 보여줍니다. t 사이의 이러한 상호 작용그 이중층 liposomes과 단백질 분자는 실시간으로 감지 할 수 있습니다. 제안 된 방법은 작은 화학 및 대형 생화학 분자를 감지하는 일반적인 방법입니다. 형광은 비색법보다 본질적으로 더 민감하기 때문에, 분석의 검출 한계는 하위 nanomolar 범위 또는 8 이하인 수 있습니다. 또한, PDA는 걱정의 보편적 수용체의 역할을 할 수있는 여러 센서가 기증자와 PDA liposomes의 표면에 부착 다른 수용체와 기능화 PDA (수용체)로 개발 될 수 있다는 것을 의미합니다.
Protocol
Discussion
우리는 NHS-아민 반응을 사용하여 리포좀 표면에 단백질의 라이신 잔기의 선택적 바인딩을 수행했습니다. 이 기반 방법은 리포좀 표면에 바인딩 비오틴 – streptavidin을 구속하며 단백질 (BSA)의 실시간 모니터링을하고 할 수 있습니다 초조해. 비슷한 절차는 자신의 선택 수용체와 다양한 단백질 상호 작용의 바인딩 역학을 공부하고 적용 할 수 있습니다. fluorophores의 스펙트럼 특성에 따라 J 값의</e…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
이 작품에 대한 재정 지원은 SIUC의 국립 과학 재단 (National Science Foundation), 건강의 국립 연구소 (NIH), 재료 기술 센터 (MTC)와 ORDA 통해 제공되었다. 우리는 FE-SEM의 구입에 대한 보조금 (CHE-0959568)에 대한 NSF 감사드립니다. 우리는 도움이 토론에 대한 교수 매튜 McCarroll 감사드립니다. 줄리아 Reyes는 그녀의 장학금 및 재정 지원을 COLCIENCIAS, 콜롬비아 기관 및 Universidad Pedagogica Y Tecnologica 드 콜롬비아를 감사합니다.
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).
