Name: luminophore formation in various conformations of bovine serum albumin by binding of gold(iii)
Uploaded: 2018-08-31T15:00:00.000+00:00
Duration: 8 min 26 s
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S.E. riconosce il sostegno dal fondo di Duke dotazione speciale iniziativa, fondo di Wells Fargo, PhRMA Foundation, nonché avvio fondi presso la University of North Carolina, Charlotte.

1. sintesi del complesso BSA-Au(III)
<ol><li>Sciogliere 25 mg di BSA in 1 mL di acqua di grado di cromatografia liquida ad alte prestazioni (HPLC) in un flaconcino di reazione da 5 mL. Nota: La soluzione dovrebbe apparire chiara.</li>
	<li>Sciogliere triidrato di oro (III) cloruro (acido cloroaurico) ad una concentrazione di 5 millimetri di acqua di grado HPLC. Nota: La soluzione appare gialla. Soluzione di acido cloroaurico preparata a questa concentrazione si tradurrà in una BSA al rapporto tra Au 01:13.<ol>
<li>In alternativa, preparare una soluzione di acido cloroaurico con una concentrazione di ovunque tra 0,38 mM (BSA:Au = 1:1) fino a 20 mM (BSA:Au = 01:50) in HPLC del grado dell'acqua. Nota: Diversi rapporti di BSA all'oro si tradurrà in modelli drasticamente diversa fluorescenza rossa della mappa eccitazione-emissione.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Collocare il flaconcino di reazione di BSA in bagnomaria a 37 ° C e mescolare vigorosamente a 750 giri/min con un agitatore magnetico.</li>
	<li>Subito dopo inizia l'agitazione, aggiungere 1 mL di acido cloroaurico alla soluzione. Il colore della soluzione dovrebbe trasformare da incolore a giallo.</li>
	<li>Mescolare il composto per 2 min a 37 ° C e a 750 giri/min con un agitatore magnetico.</li>
	<li>Nella fiala di reazione, aggiungere 100 μL di 1 M NaOH alla soluzione per portare il pH a 12. Nota: Immediatamente dopo l'aggiunta di NaOH, la soluzione dovrebbe scurire leggermente al giallo-marrone e poi tornare indietro al giallo.</li>
	<li>Continuare a mescolare a 750 giri/min per 2 h e a 37 ° C. La soluzione dovrebbe cambiare lentamente dal giallo ad un colore giallo/marrone scuro. Questo cambiamento di colore indica la formazione del rosso fluorescenti BSA-Au(III) complesso.</li>
	<li>Lasciare riposare a temperatura ambiente per 2 giorni, il campione e la soluzione continuerà a scurire ad un marrone ambrato e aumenterà l'intensità di fluorescenza.<ol>
<li>In alternativa, lasciare il campione continuare a mescolare a 37 ° C per 12 h più come il colore della soluzione si evolve ad un'ambra marrone.</li>
	</ol>
</li>
</ol>2. sintesi di BSA-Cu(II)-Au(III)
<ol><li>Sciogliere 25 mg di BSA in 1 mL di acqua di grado HPLC. La soluzione dovrebbe apparire chiara.</li>
	<li>Sciogliere il rame (II) cloruro diidrato in acqua di grado HPLC a una concentrazione di 5 mM. La soluzione dovrebbe apparire la luce blu.</li>
	<li>Aggiungere 1 mL di soluzione acquosa di BSA per un flaconcino di reazione da 5 mL e posto in un bagno di acqua a 37 ° C. Mescolare il composto a 750 giri/min.</li>
	<li>Immediatamente aggiungere 0,5 mL della soluzione di rame (II) cloruro diidrato nel flaconcino di reazione e mescolare per 2 min. La soluzione rimarrà luce blu.</li>
	<li>Aggiungere 75 µ l di 1 M NaOH per portare il pH a 12 e lasciar per mescolare per 2 h. La soluzione diventerà viola.</li>
	<li>Sciogliere l'acido cloroaurico in acqua di grado HPLC a una concentrazione di 5 mM.</li>
	<li>Aggiungere 0,5 mL di acido cloroaurico acquosa nel flaconcino di reazione e regolare il pH torna a 12 utilizzando 1 M NaOH.</li>
	<li>Mescolare la miscela di reazione per 2 h. Nota: La soluzione dovrebbe evolvere in un color marrone.</li>
</ol>3. sintesi di BSA-Ni(II)-Au(III)
<ol><li>Sciogliere 25 mg di BSA in 1 mL di acqua di grado HPLC. La soluzione dovrebbe apparire chiara.</li>
	<li>Sciogliere il nichel (II) cloruro esaidrato in acqua di grado HPLC a una concentrazione di 5 mM. La soluzione dovrebbe apparire la luce verde.</li>
	<li>Aggiungere 1 mL di soluzione acquosa di BSA per un flaconcino di reazione da 5 mL e porre in un bagno di acqua a 37 oC. mescolare la miscela a 750 giri/min.</li>
	<li>Immediatamente aggiungere 0,5 mL della soluzione di nichel (II) cloruro esaidrato flaconcino di reazione e mescolare per 2 min. Nota: La soluzione rimarrà luce verde.</li>
	<li>Aggiungere 75 µ l di 1 M NaOH per portare il pH a 12 e lasciar per mescolare per 2 h. Nota: La soluzione diventa giallo scuro.</li>
	<li>Sciogliere l'acido cloroaurico in acqua di grado HPLC a una concentrazione di 5 mM.</li>
	<li>Aggiungere 0,5 mL di acido cloroaurico acquosa nel flaconcino di reazione e regolare il pH torna a 12.</li>
	<li>Mescolare la miscela di reazione per 2 h. Nota: La soluzione dovrebbe evolvere in un color marrone.</li>
</ol>4. sintesi di [Cys34-capped-BSA]-Au(III)
<ol><li>Sciogliere 2 mg di N-ethylmaleimide (NEM) in 1 mL di tampone fosfato salino (PBS, pH 7.4).</li>
	<li>Sciogliere 2 mg di BSA in 1 mL di soluzione di PBS-NEM.</li>
	<li>Trasferire la soluzione in un flaconcino di reazione da 5 mL e mescolare a 20 ° C a 500 giri/min per 1 h.</li>
	<li>Dializzare la soluzione utilizzando 12 tubi di dialisi di kDa in 500 mL di PBS, agitazione a 50 giri/min con un agitatore magnetico durante la notte per rimuovere NEM non reagito.</li>
	<li>Sciogliere l'acido cloroaurico in PBS per una concentrazione di 0,4 mM. Nota: La soluzione sarà un giallo tenue.</li>
	<li>Trasferire il flaconcino di reazione a un bagno di acqua a 37 ° C. Mescolare a 750 giri/min.</li>
	<li>Immediatamente aggiungere 1 mL di soluzione di acido cloroaurico nel flaconcino di reazione e lasciar per mescolare per 2 min.</li>
	<li>Aggiungere 75 μL di 1 M NaOH al flaconcino di reazione per portare il pH a 12 e lasciar per mescolare per 2 h.</li>
</ol>5. sintesi di [all-thiol-capped-BSA]-Au(III)
<ol><li>Preparare una soluzione 2 M urea e 50mm di bicarbonato di ammonio (NH4HCO3, pH 8.0) in acqua di grado HPLC.</li>
	<li>Sciogliere 3,3 mg di BSA in 1 mL della soluzione precedente e trasferimento di un flaconcino di reazione da 5 mL.</li>
	<li>Fare una soluzione stock di 0,25 M tris(2-carboxyethyl) fosfina (TCEP) sciogliendo 62,5 mg di TCEP in 1 mL di acqua per HPLC.</li>
	<li>Aggiungere la soluzione madre di TCEP nel flaconcino di reazione fino a quando la concentrazione finale di TCEP è di 8 mM.</li>
	<li>Incubare la soluzione in un bagno di acqua per 1 h a 50 ° C. Mescolare a 500 giri/min con un agitatore magnetico.</li>
	<li>Lasciare la soluzione completamente raffreddare a temperatura ambiente.</li>
	<li>Preparare una soluzione stock di 100 mM NEM sciogliendo 12,5 mg di NEM in 1 mL di acqua di grado HPLC.</li>
	<li>Aggiungere la soluzione madre di NEM nel flaconcino di reazione fino a quando la concentrazione finale di NEM è di 16 mM.</li>
	<li>Lasciare agire la soluzione combinare per 2 h a 20 ° C. Mescolare a 500 giri/min.</li>
	<li>Dializzare la soluzione utilizzando un tubo di dialisi di 12 kDa, mescolando la soluzione a 50 giri/min con un agitatore magnetico pernottamento in 500 mL di 50mm NH4HCO3 per rimuovere l'eccesso TCEP, NEM e urea.</li>
	<li>Spostare il flaconcino di reazione in un bagno di acqua a 37 ° C e mescolare a 750 giri/min.</li>
	<li>Sciogliere l'acido cloroaurico in acqua di grado HPLC a una concentrazione di 0,66 mM.</li>
	<li>Immediatamente aggiungere 1 mL di soluzione di acido cloroaurico nel flaconcino di reazione e lasciar per mescolare per 2 min.</li>
	<li>Aggiungere 1 M NaOH fino a quando il pH della soluzione è 12 e lasciare che la soluzione di continuare a mescolare per 2 h.</li>
</ol>

<ol>
	<li>Xie, J., Zheng, Y., Ying, J. Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Protein-Directed+Synthesis+of+Highly+Fluorescent+Gold+Nanoparticles.">Protein-Directed Synthesis of Highly Fluorescent Gold Nanoparticles.</a> Journal of the American Chemical Society. 131, 888-889 (2009).</li><li>Saha, K., Agasti, S. S., Kim, C., Li, X., Rotello, V. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Gold+Nanoparticles+in+Chemical+and+Biological+Sensing.">Gold Nanoparticles in Chemical and Biological Sensing.</a> Chemical Reviews. 112, 2739-2779 (2012).</li><li>Zhang, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=New+Gold+Nanostructures+for+Sensor+Applications:+A+Review.">New Gold Nanostructures for Sensor Applications: A Review.</a> Materials. 7, 5169-5201 (2014).</li><li>Chen, L. -. Y., Wang, C. -. W., Yuan, Z., Chang, H. -. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fluorescent+Gold+Nanoclusters:+Recent+Advances+in+Sensing+and+Imaging.">Fluorescent Gold Nanoclusters: Recent Advances in Sensing and Imaging.</a> Analytical Chemistry. 87 (1), 216-229 (2015).</li><li>Cai, W., Gao, T., Hong, H., Sun, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Applications+of+Gold+Nanoparticles+in+Cancer+Nanotechnology.">Applications of Gold Nanoparticles in Cancer Nanotechnology.</a> Nanotechnology, Science and Applications. 1, 17-32 (2008).</li><li>Nune, S. K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nanoparticles+for+Biomedical+Imaging.">Nanoparticles for Biomedical Imaging.</a> Expert Opinion on Drug Delivery. 6, 1175-1194 (2009).</li><li>Dorsey, J. F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Gold+Nanoparticles+in+Radiation+Research:+Potential+Applications+for+Imaging+and+Radiosensitization.">Gold Nanoparticles in Radiation Research: Potential Applications for Imaging and Radiosensitization.</a> Translational Cancer Research. 2, 280-291 (2013).</li><li>Daniel, M. -. C., Astruc, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Gold+Nanoparticles:+Assembly,+Supramolecular+Chemistry,+Quantum-Size-Related+Properties,+and+Applications+toward+Biology,+Catalysis,+and+Nanotechnology.">Gold Nanoparticles: Assembly, Supramolecular Chemistry, Quantum-Size-Related Properties, and Applications toward Biology, Catalysis, and Nanotechnology.</a> Chemical Reviews. 104 (1), 293-346 (2004).</li><li>Ferrari, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cancer+Nanotechnology:+Opportunities+and+Challenges.">Cancer Nanotechnology: Opportunities and Challenges.</a> Nature Reviews Cancer. 5, 161-171 (2005).</li><li>Huang, X., Jain, P. K., El-Sayed, I. H., El-Sayed, M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Gold+Nanoparticles:+Interesting+Optical+Properties+and+Recent+Applications+in+Cancer+Diagnostics+and+Therapy.">Gold Nanoparticles: Interesting Optical Properties and Recent Applications in Cancer Diagnostics and Therapy.</a> Nanomedicine. 2, 681 (2007).</li><li>Arvizo, R., Bhattacharya, R., Mukherjee, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Gold+Nanoparticles:+Opportunities+and+Challenges+in+Nanomedicine.">Gold Nanoparticles: Opportunities and Challenges in Nanomedicine.</a> Expert Opinion on Drug Delivery. 7, 753-763 (2010).</li><li>Doane, T. L., Burda, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+Unique+Role+of+Nanoparticles+in+Nanomedicine:+Imaging,+Drug+Delivery+and+Therapy.">The Unique Role of Nanoparticles in Nanomedicine: Imaging, Drug Delivery and Therapy.</a> Chemical Society Reviews. 41, 2885 (2012).</li><li>Egusa, S., Ebrahem, Q., Mahfouz, R. Z., Saunthararajah, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ligand+Exchange+on+Gold+Nanoparticles+for+Drug+Delivery+and+Enhanced+Therapeutic+Index+Evaluated+in+Acute+Myeloid+Leukemia+Models.">Ligand Exchange on Gold Nanoparticles for Drug Delivery and Enhanced Therapeutic Index Evaluated in Acute Myeloid Leukemia Models.</a> Experimental Biology and Medicine. 239, 853 (2014).</li><li>Qu, X., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fluorescent+Gold+Nanoclusters:+Synthesis+and+Recent+Biological+Application.">Fluorescent Gold Nanoclusters: Synthesis and Recent Biological Application.</a> Journal of Nanomaterials. (784097), (2015).</li><li>Chakraborty, I., Pradeep, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Atomically+Precise+Clusters+of+Noble+Metals:+Emerging+Link+between+Atoms+and+Nanoparticles.">Atomically Precise Clusters of Noble Metals: Emerging Link between Atoms and Nanoparticles.</a> Chemical Reviews. 117, 8208-8271 (2017).</li><li>Raut, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Evidence+of+energy+transfer+from+tryptophan+to+BSA/HSA+protected+gold+nanoclusters.">Evidence of energy transfer from tryptophan to BSA/HSA protected gold nanoclusters.</a> Methods and Applications in Fluorescence. 2, (2014).</li><li>Le Gu&#233;vel, X., Daum, N., Schneider, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Synthesis+and+Characterization+of+Human+Transferrin-Stabilized+Gold+Nanoclusters.">Synthesis and Characterization of Human Transferrin-Stabilized Gold Nanoclusters.</a> Nanotechnology. 22 (27), (2011).</li><li>Kawasaki, H., Yoshimura, K., Hamaguchi, K., Arakawa, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Trypsin-Stabilized+Fluorescent+Gold+Nanocluster+for+Sensitive+and+Selective+Hg2++Detection.">Trypsin-Stabilized Fluorescent Gold Nanocluster for Sensitive and Selective Hg2+ Detection.</a> Analytical Sciences. 27 (6), 591 (2011).</li><li>Lu, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Lysozyme-Stabilized+Gold+Nanoclusters+as+a+Novel+Fluorescence+Probe+for+Cyanide+Recognition.">Lysozyme-Stabilized Gold Nanoclusters as a Novel Fluorescence Probe for Cyanide Recognition.</a> Spectrochimica Acta Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy. 121, 77-80 (2014).</li><li>Dixon, J. M., Egusa, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Conformational+Change-Induced+Fluorescence+of+Bovine+Serum+Albumin-Gold+Complexes.">Conformational Change-Induced Fluorescence of Bovine Serum Albumin-Gold Complexes.</a> Journal of the American Chemical Society. 140, 2265-2271 (2018).</li><li>Peters, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> All About Albumin. , (1996).</li><li>Masuoka, J., Saltman, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Zinc(II)+and+Copper(II)+Binding+to+Serum+Albumin.+A+Comparative+Study+of+Dog,+Bovine,+and+Human+Albumin.">Zinc(II) and Copper(II) Binding to Serum Albumin. A Comparative Study of Dog, Bovine, and Human Albumin.</a> Journal of Biological Chemistry. 269, 25557-25561 (1994).</li><li>Takeda, K., Wada, A., Yamamoto, K., Moriyama, Y., Aoki, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Conformational+Change+of+Bovine+Serum+Albumin+by+Heat+Treatment.">Conformational Change of Bovine Serum Albumin by Heat Treatment.</a> Journal of Protein Chemistry. 8 (5), 653-659 (1989).</li><li>Klotz, I. M., Curme, H. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+Thermodynamics+of+Metallo-protein+Combinations.+Copper+with+Bovine+Serum+Albumin.">The Thermodynamics of Metallo-protein Combinations. Copper with Bovine Serum Albumin.</a> Journal of the American Chemical Society. 70, 939-943 (1948).</li><li>Fiess, H. A., Klotz, I. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+Thermodynamics+of+Metallo-Protein+Combinations.+Comparison+of+Copper+Complexes+with+Natural+Proteins.">The Thermodynamics of Metallo-Protein Combinations. Comparison of Copper Complexes with Natural Proteins.</a> J. Am. Chem. Soc. 74, 887-891 (1952).</li><li>Rao, M. S. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+Study+of+the+Interaction+of+Nickel(II)+with+Bovine+Serum+Albumin.">A Study of the Interaction of Nickel(II) with Bovine Serum Albumin.</a> Journal of the American Chemical Society. 84, 1788-1790 (1962).</li><li>Peters, T., Blumenstock, F. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Copper-Binding+Properties+of+Bovine+Serum+Albumin+and+Its+Amino-terminal+Peptide+Fragment.">Copper-Binding Properties of Bovine Serum Albumin and Its Amino-terminal Peptide Fragment.</a> Journal of Biological Chemistry. 242, 1574-1578 (1967).</li><li>Xue, Y., Li, X., Li, H., Zhang, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Quantifying+Thiol-Gold+Interactions+towards+the+Efficient+Strength+Control.">Quantifying Thiol-Gold Interactions towards the Efficient Strength Control.</a> Nature Communications. 5, 4348 (2014).</li><li>Xu, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+Role+of+Protein+Characteristics+in+the+Formation+and+Fluorescence+of+Au+Nanoclusters.">The Role of Protein Characteristics in the Formation and Fluorescence of Au Nanoclusters.</a> Nanoscale. 6 (3), 1515-1524 (2014).</li></ol>

Gli autori non hanno nulla a rivelare.

I composti di BSA-Au(III) preparati a pH 12 presentano fluorescenza rossa ad una lunghezza d'onda di emissione di λem= 640 nm quando eccitato con raggi ultravioletti (UV) luce λex= 365 nm (Figura 1A). L'emergere di fluorescenza rossa è un processo lento e avrà un paio di giorni a temperatura ambiente per aumentare a un'intensità massima. In esecuzione della reazione a 37 ° C produrrà i risultati ottimali, anche se alta temperatura può essere utilizzato ...

Un composto di BSA-Au esibendo un ultravioletto (UV)-eccitabile fluorescenza rossa, con notevole spostamento di stokes, è stato originariamente sintetizzato da Xie et al. 1. la fluorescenza rossa univoco e stabile può trovare varie applicazioni in campi quali rilevamento2,3,4,5,6,7o imaging nanomedicina8 ,9,10,11,12,13. Questo composto è stato studiato estesamente da molti ricercatori nel campo delle nano-scienze in ultimi anni14,15,16. Il composto di BSA-Au è stato interpretato come Au25 nanocluster. L'obiettivo del metodo presentato è per esaminare questo composto in dettaglio e per capire l'origine della fluorescenza rossa. Seguendo l'approccio presentato, la presenza di più siti di legame di Au e l'origine della fluorescenza, alternativa per la nucleazione di singolo sito di nanocluster di Au25 , possono essere illustrate. Lo stesso approccio può essere impiegato per studiare come altre proteine17,18,19 complessato con Au(III) può cambiare le loro proprietà intrinseche, fluorescente.
La sintesi del composto rosso fluorescente BSA-Au richiede un controllo stretto dei rapporti molari di BSA per Au (BSA:Au) per massimizzare l'intensità della fluorescenza e la posizione dei picchi a eccitazione-emissione mappa (EEM)20. Si può dimostrare che più siti di legame esistano per Au(III) per l'associazione, tra cui il frammento di asparagina (o frammento di Asp, i primi quattro residui dell'amminoacido al N-terminale di BSA)21,22. Dell'aminoacidoth 34 di BSA (Cys-34) è inoltre indicato per coordinare Au(III) e di essere coinvolti nel meccanismo del rosso fluorescence([Cys34-capped-BSA]-Au(III))20. Su tutti i ponti disolfuro Cys Cys di sfaldatura e tappatura tutti fluorescenza di tioli, rosso non è prodotta ([all-thiol-capped-BSA]-Au(III)). Questo indica la necessità di legami disolfuro Cys Cys come il sito di legame di Au(III) per produrre la fluorescenza rossa.
Tecniche di chimica della proteina non sono stati ampiamente utilizzati per studiare i complessi di BSA-Au(III) della comunità di nano-scienza. Tuttavia, sarebbe prezioso per impiegare queste tecniche per capire alcuni aspetti di questi complessi, nonché di acquisire una comprensione dettagliata delle sedi del legame di Au(III) in BSA. Questo articolo è destinato a mostrare alcune di queste tecniche.

<table><tbody><tr><td>Bovine Serum Albumin (BSA), 96%</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>A5611</td><td></td></tr><tr><td>gold (III) chloride trihydrate, 99.9%</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>520918</td><td></td></tr><tr><td>Copper (II) chloride dihydrate, 99.999%</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>459097</td><td></td></tr><tr><td>Nickel (II) chloride hexahydrate, 99.9%</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>654507</td><td></td></tr><tr><td>N-Ethylmaleimide (NEM), &gt;99.0%</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>4259</td><td></td></tr><tr><td>Tris(2-carboxyethyl)phosphine hydrochloride (TCEP), &gt;98.0%</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>C4706</td><td></td></tr><tr><td>Sodium hydroxide, &gt;98.0%</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>S8045</td><td></td></tr><tr><td>Urea, 99.5%</td><td>Chem-Implex Int&#039;l</td><td>30142</td><td></td></tr><tr><td>Phospate buffered saline (PBS)</td><td>Corning</td><td>MT21040CV</td><td></td></tr><tr><td>Ammonium bicarbonate, 99.5%</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>9830</td><td></td></tr></tbody></table>

luminophore formation in various conformations of bovine serum albumin by binding of gold(iii)

Lo scopo dei protocolli presentati è quello di studiare il processo di associazione Au(III) a BSA, cedendo la fluorescenza rossa indotta da cambiamento di conformazione (λem = 640 nm) dei complessi BSA-Au(III). Il metodo consente di regolare il pH per mostrare che l'emersione della fluorescenza rossa è correlato con le transizioni di equilibrio pH-indotta delle conformazioni BSA. Rosso fluorescente BSA-Au(III) complessi possono essere formati solo con un adeguamento del pH pari o superiore a 9.7, che corrisponde alla conformazione "A-form" di BSA. Il protocollo per regolare la BSA al rapporto molare Au e per monitorare il corso di tempo del processo di associazione Au(III) è descritto. Il numero minimo di Au(III) a BSA, per produrre la fluorescenza rossa, è meno di sette. Descriviamo il protocollo nei passaggi per illustrare la presenza di più siti di legame di Au(III) in BSA. Prima, con l'aggiunta di rame (Cu(II)) o nichel (cationi Ni(II)) seguiti da Au(III), questo metodo si rivela un sito di legame per Au(III) che non è il fluoroforo rosso. In secondo luogo, modificando tiolo tappatura agenti BSA, viene rivelato un altro sito di legame di Au(III) nonfluorophore-formanti. In terzo luogo, i dominî di BSA di sfaldatura e tappatura dei legami disolfuro, sono illustrati i possibili siti di associazione Au(III). Il protocollo descritto, per controllare le conformazioni di BSA e l'associazione Au(III), può essere generalmente applicato per studiare le interazioni di altre proteine e cationi metallici.

Dalla fluorescenza del complesso BSA-Au(III), è stato osservato che la conversione della fluorescenza intrinseca blu di BSA (λem = 400 nm) a fluorescenza rossa (λem = 640 nm) si verifica a circa pH 9.7 attraverso un equilibrio transizione (Figura 1). EEM di BSA-Au(III) alle diversa BSA a rapporti molari Au è illustrato nella Figura 2, e questi dati mostrano come alterare i rapporti mola...

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Luminophore Formation in Various Conformations of Bovine Serum Albumin by Binding of GoldIII

I protocolli per studiare l'associazione di oro cationi (Au(III)) a varie conformazioni di albumina di siero bovino (BSA) come pure per caratterizzare la fluorescenza di BSA-Au unica dipendente conformazionale sono presentati.

Luminophore formazione in varie conformazioni di albumina di siero bovino di legame dell'oro

The purpose of the presented protocols is to study the process of Au(III) binding to BSA, yielding conformation change-induced red fluorescence (&#955;em ...

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Research

JoVE Journal

Chemistry

Luminophore Formation in Various Conformations of Bovine Serum Albumin by Binding of Gold(III)

6.8K Views.  University of North Carolina. I protocolli per studiare l'associazione di oro cationi (Au(III)) a varie conformazioni di albumina di siero bovino (BSA) come pure per caratterizzare la fluorescenza di BSA-Au unica dipendente conformazionale sono presentati.

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Iridium(III) Luminescent Probe for Detection of the Malarial Protein Biomarker Histidine Rich Protein-II

This work outlines the synthesis of a non-emissive, cyclometalated Ir(III) complex, Ir(ppy)2(H2O)2+ (Ir1), which elicits a rapid, long-lived phosphorescent signal when coordinated to a histidine-containing protein immobilized on the surface of a magnetic particle. Synthesis of Ir1, in high yields,is complete O/N&#160;and involves splitting of the parent cyclometalated Ir(III) chloro-bridged dimer into two equivalents of the solvated complex. To confirm specificity, several amino acids were probed for coordination activity when added to the synthesized probe, and only histidine elicited a signal response. Using BNT-II, a branched peptide mimic of the malarial biomarker Histidine Rich Protein II (pfHRP-II), the iridium probe was validated as a tool for HRP-II detection. Quenching effects were noted in the BNT-II/Ir1 titration when compared to L-Histidine/Ir1, but these were attributed to steric hindrance and triplet state quenching. Biolayer interferometry was used to determine real-time kinetics of interaction of Ir1 with BNT-II. Once the system was optimized, the limit of detection of rcHRP-II using the probe was found to be 12.8 nM in solution. When this protein was immobilized on the surface of a 50 &#181;m magnetic agarose particle, the limit of detection was 14.5 nM. The robust signal response of this inorganic probe, as well as its flexibility of use in solution or immobilized on a surface, can lend itself toward a variety of applications, from diagnostic use to imaging.

IridiumIII Luminescent Probe for Detection of the Malarial Protein Biomarker Histidine Rich Protein-II

Robust detection reagents are of increasing necessity for developing new malaria diagnostic tools. An iridium(III) probe was designed that emits long-lasting luminescent signal in the presence of a histidine-rich malarial protein biomarker. Detection of the protein either in solution or immobilized on a magnetic particle affords flexibility in application.

Iridium (III) luminescente sonda per il rilevamento della proteina malarica Biomarker istidina Rich Protein-II

This work outlines the synthesis of a non-emissive, cyclometalated Ir(III) complex, Ir(ppy)2(H2O)2+ (Ir1), which elicits a rapid, long-lived ...

Ricerca

Chimica

Proteome-wide Quantification of Labeling Homogeneity at the Single Molecule Level

Cell proteomes are often characterized using electrophoresis assays, where all species of proteins in the cells are non-specifically labeled with a fluorescent dye and are spotted by a photodetector following their separation. Single molecule fluorescence imaging can provide ultrasensitive protein detection with its ability for visualizing individual fluorescent molecules. However, the application of this powerful imaging method to electrophoresis assays is hampered by the lack of ways to characterize the homogeneity of fluorescent labeling of each protein species across the proteome. Here, we developed a method to evaluate the labeling homogeneity across the proteome based on a single molecule fluorescence imaging assay. In our measurement using a HeLa cell sample, the proportion of proteins labeled with at least one dye, which we termed &#8216;labeling occupancy&#8217; (LO), was determined to range from 50% to 90%, supporting the high potential of the application of single molecule imaging to sensitive and precise proteome analysis.

Here, we present a protocol to assess the labeling homogeneity for each protein species in a complex protein sample at the single molecule level.

Quantificazione di tutto il proteoma di etichettatura omogeneità a livello di singola molecola

Cell proteomes are often characterized using electrophoresis assays, where all species of proteins in the cells are non-specifically labeled with a ...

Biochimica

Photoactivated Localization Microscopy with Bimolecular Fluorescence Complementation (BiFC-PALM)

Protein-protein interactions (PPIs) are key molecular events to biology. However, it remains a challenge to visualize PPIs with sufficient resolution and sensitivity in cells because the resolution of conventional light microscopy is diffraction-limited to ~250 nm. By combining bimolecular fluorescence complementation (BiFC) with photoactivated localization microscopy (PALM), PPIs can be visualized in cells with single molecule sensitivity and nanometer spatial resolution. BiFC is a commonly used technique for visualizing PPIs with fluorescence contrast, which involves splitting of a fluorescent protein into two non-fluorescent fragments. PALM is a recent superresolution microscopy technique for imaging biological samples at the nanometer and single molecule scales, which uses phototransformable fluorescent probes such as photoactivatable fluorescent proteins (PA-FPs). BiFC-PALM was demonstrated by splitting PAmCherry1, a PA-FP compatible with PALM, for its monomeric nature, good single molecule brightness, high contrast ratio, and utility for stoichiometry measurements. When split between amino acids 159 and 160, PAmCherry1 can be made into a BiFC probe that reconstitutes efficiently at 37 &#176;C with high specificity to PPIs and low non-specific reconstitution. Ras-Raf interaction is used as an example to show how BiFC-PALM helps to probe interactions at the nanometer scale and with single molecule resolution. Their diffusion can also be tracked in live cells using single molecule tracking (smt-) PALM. In this protocol, factors to consider when designing the fusion proteins for BiFC-PALM are discussed, sample preparation, image acquisition, and data analysis steps are explained, and a few exemplary results are showcased. Providing high spatial resolution, specificity, and sensitivity, BiFC-PALM is a useful tool for studying PPIs in intact biological samples.

Photoactivated Localization Microscopy with Bimolecular Fluorescence Complementation BiFC-PALM

Protein-protein interactions are visualized in cells with nanometer spatial resolution by combining bimolecular fluorescence complementation (BiFC) with photoactivated localization microscopy (PALM). Described here is the use of BiFC-PALM for imaging Ras-Raf interactions in U2OS cells for visualizing the nanoscale clustering and diffusion of individual Ras-Raf complexes.

Fotoattivato localizzazione Microscopia con complementazione fluorescenza biomolecolare (BiFC-PALM)

Protein-protein interactions (PPIs) are key molecular events to biology. However, it remains a challenge to visualize PPIs with sufficient resolution and ...

Bioingegneria

A Rapid and Quantitative Fluorimetric Method for Protein-Targeting Small Molecule Drug Screening

We demonstrate a new drug screening method for determining the binding affinity of small drug molecules to a target protein by forming fluorescent gold nanoclusters (Au NCs) within the drug-loaded protein, based on the differential fluorescence signal emitted by the Au NCs. Albumin proteins such as human serum albumin (HSA) and bovine serum albumin (BSA) are selected as the model proteins. Four small molecular drugs (e.g., ibuprofen, warfarin, phenytoin, and sulfanilamide) of different binding affinities to the albumin proteins are tested. It was found that the formation rate of fluorescent Au NCs inside the drug loaded albumin protein under denaturing conditions (i.e., 60 &#176;C or in the presence of urea) is slower than that formed in the pristine protein (without drugs). Moreover, the fluorescent intensity of the as-formed NCs is found to be inversely correlated to the binding affinities of these drugs to the albumin proteins. Particularly, the higher the drug-protein binding affinity, the slower the rate of Au NCs formation, and thus a lower fluorescence intensity of the resultant Au NCs is observed. The fluorescence intensity of the resultant Au NCs therefore provides a simple measure of the relative binding strength of different drugs tested. This method is also extendable to measure the specific drug-protein binding constant (KD) by simply varying the drug content preloaded in the protein at a fixed protein concentration. The measured results match well with the values obtained using other prestige but more complicated methods.

A protocol for small molecular drug screening based on in-situ synthesis of ultrasmall fluorescent gold nanoclusters (Au NCs) using drug-loaded protein as template is presented. This method is simple to determine the binding affinity of drugs to a target protein by a visible fluorescent signal emitted from the protein-templated Au NCs.

Una rapida e quantitativa metodo fluorimetrico per lo screening di stupefacenti piccole molecole di proteine ​​Targeting

We demonstrate a new drug screening method for determining the binding affinity of small drug molecules to a target protein by forming fluorescent gold ...

Determining Total Protein and Bioactive Protein Concentrations in Bovine Colostrum

Colostrum is a complex biological fluid produced by mammals immediately after parturition. It meets all the nutritional requirements for neonates as a good source of macro- and micronutrients, bioactive peptides, and growth factors. Bovine colostrum is also a potential source of nutrition and bioactive because of its rich protein content that includes immunoglobulin G (IgG) and lactoferrin. However, the level of lactoferrin and IgG in bovine colostrum changes markedly during the lactation period. Therefore, monitoring the concentration of IgG and lactoferrin for the use of bovine colostrum as a protein source is an important question to study. Methods in this article describe how to determine protein content, as well as specific concentrations of lactoferrin and IgG. These methods include the following steps: Isolation of bovine colostrum proteins, Determination of protein concentration via Bicinchoninic acid assay (BCA), Visualization of proteins via SDS-PAGE, Determination of lactoferrin, and IgG concentration using an ELISA Assay.

<meta charset="utf8"></head><body>Determinazione delle concentrazioni di proteine totali e proteine bioattive nel colostro bovino

Bovine colostrum is both a primary source of nutrients and immunological support for the newborn calf. The understanding of the level of therapeutic proteins (lactoferrin and IgG) is important for the bovine colostrum dosing and standardization for human consumption.

Determinazione delle concentrazioni di proteine totali e proteine bioattive nel colostro bovino

Colostrum is a complex biological fluid produced by mammals immediately after parturition. It meets all the nutritional requirements for neonates as a ...

Limited Proteolysis and Gel Electrophoresis in the Presence of Metal Cations: Au(III)-binding Luminescent Domain in Serum Albumins

The purpose of the presented protocols is to determine the domain of Au(III) binding in BSA. The BSA-Au(III) compound exhibits ultraviolet (UV)-excitable red luminescence (&#955;em = 640 nm), with unusual Stokes shifts compared to the innate UV/blue fluorescence arising from the aromatic residues. Red-luminescent complexes are formed in highly alkaline conditions above pH 10 and require a conformation change within the protein to occur. In addition, preservation of Cys-Cys disulfide bonds in BSA is necessary to obtain this red luminescence. In order to understand the mechanism of this luminescence, elucidation of the luminophore-forming Au(III) binding site is essential. A facile way to assess the luminophore-forming site would be to (1) predictably fragment the protein by enzymatic digestion, (2) react the obtained fragments with Au(III), then (3) perform gel electrophoresis to observe the well-separated fragment bands and analyze the in-gel red luminescence. However, due to the alkaline conditions and the reaction with metal cations, new limited proteolysis techniques and gel electrophoresis conditions must be applied. Particularly, the presence of metal cations in gel electrophoresis can make the band separations technically difficult. We describe this new protocol in steps to identify the red-luminophore-forming metal binding domain in BSA. This protocol can thus be applied for analyzing protein fragments that must remain in a non-denatured or a partially denatured state, in the presence of metal cations. Because the majority of proteins need metal cations to function, analyses of metal-bound proteins are often desired, which have relied on x-ray crystallography in the literature. This method, on the other hand, could be used in supplement to study the interactions of proteins with metal cations without requiring the protein crystallization and at a desired pH condition.

<meta charset="utf8"></head><body>Proteolisi limitata ed elettroforesi su gel in presenza di cationi metallici: dominio luminescente legante AuIII nelle albumine sieriche

We present a protocol for studying the binding domain of Au(III) in bovine serum albumin (BSA).

Proteolisi limitata ed elettroforesi su gel in presenza di cationi metallici: dominio luminescente legante l'Au(III) nelle albumine sieriche

The purpose of the presented protocols is to determine the domain of Au(III) binding in BSA. The BSA-Au(III) compound exhibits ultraviolet (UV)-excitable ...

Synthesis of Near-Infrared Emitting Gold Nanoclusters for Biological Applications

Over the past decade, fluorescent gold nanoclusters (AuNCs) have witnessed growing popularity in biological applications and enormous efforts have been devoted to their development. In this protocol, a recently developed, facile method for preparation of water soluble, biocompatible, and colloidally stable near-infrared emitting AuNCs have been described in detail. This room-temperature, bottom-up chemical synthesis provides easily functionalizable AuNCs capped with thioctic acid and thiol-modified polyethylene glycol in aqueous solution. The synthetic approach requires neither organic solvents or additional ligand exchange nor extensive knowledge of synthetic chemistry to reproduce. The resulting AuNCs offer free surface carboxylic acids, which can be functionalized with various biological molecules bearing a free amine group without adversely affecting the photoluminescent properties of the AuNCs. A quick, reliable procedure for flow cytometric quantification and confocal microscopic imaging of AuNC uptake by HeLa cells also been described. Due to the large Stokes shift, proper setting of filters in flow cytometry and confocal microscopy is necessary for efficient detection of near-infrared photoluminescence of AuNCs.

A reliable and easily reproducible method for preparation of functionalizable, near-infrared emitting photoluminescent gold nanoclusters and their direct detection inside HeLa cells by flow cytometry and confocal laser scanning microscopy is described.

Sintesi di nanocluster d'oro a emissione di infrarossi nel vicino infrarosso per applicazioni biologiche

Over the past decade, fluorescent gold nanoclusters (AuNCs) have witnessed growing popularity in biological applications and enormous efforts have been ...

Characterization of pH-Dependent Reversible Self-Assembly of Amyloid Beta 1-40-Coated Gold Colloids

The characterization of A&#946;1-40 coated over the nano-gold colloidal particle surfaces was conducted using surface plasmon resonance (SPR) spectroscopy and transmission electron microscopy (TEM). The observed pH-dependent shift of the SPR band of A&#946;1-40-coated 20 nm gold particles was correlated with alternation of aggregation and disaggregation observed in the TEM images. A pH of ~4&#160;induced an unfolded conformation, and a pH of ~10&#160;induced a folded conformation of A&#946;1-40 on the gold surface. This reversible aggregation process was observed by Raman imaging as the pH was gradually changed from pH 4 to pH 10. We observed a pH-dependent morphology change in A&#946;1-40 on the gold surface, where clear aggregates were observed at pH 4. However, we observed very subtle differences in the surface-enhanced Raman spectroscopy (SERS) spectrum between pH 4 and pH 10 conditions, with the most striking difference being spectral density in the region of 250 cm-1 and 1750 cm-1. Specifically, the mode analysis of the reversible aggregation indicated that the aggregates were formed by the unfolded conformation of A&#946;1-40 which involved the benzene ring section of Tyrosine and Phenylalanine. Conversely, the disassembly of the aggregates was associated with conformational changes in protein folding of A&#946;1-40 involving Histidine, Glutamine, Methionine, and Aspartic acid.

Here, we present a systematic method describing the quasi-reversible self-assembly of the amyloid beta 1-40 (A&#946;1-40)-coated 20 nm gold aggregates. The nano-size-dependent quasi-reversible networking between peptides was correlated with specific amino acids or sections of the A&#946;1-40 monomer.

Caratterizzazione dell'autoassemblaggio reversibile pH-dipendente di colloidi d'oro rivestiti di amiloide beta 1-40

The characterization of A&#946;1-40 coated over the nano-gold colloidal particle surfaces was conducted using surface plasmon resonance (SPR) spectroscopy ...

Luminophore formazione in varie conformazioni di albumina di siero bovino di legame dell'oro

Riepilogo

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Capitoli in questo video

Iridium (III) luminescente sonda per il rilevamento della proteina malarica Biomarker istidina Rich Protein-II

Quantificazione di tutto il proteoma di etichettatura omogeneità a livello di singola molecola

Fotoattivato localizzazione Microscopia con complementazione fluorescenza biomolecolare (BiFC-PALM)

Una rapida e quantitativa metodo fluorimetrico per lo screening di stupefacenti piccole molecole di proteine Targeting

Determinazione delle concentrazioni di proteine totali e proteine bioattive nel colostro bovino

Determinazione delle concentrazioni di proteine totali e proteine bioattive nel colostro bovino

Proteolisi limitata ed elettroforesi su gel in presenza di cationi metallici: dominio luminescente legante l'Au(III) nelle albumine sieriche

Proteolisi limitata ed elettroforesi su gel in presenza di cationi metallici: dominio luminescente legante l'Au(III) nelle albumine sieriche

Sintesi di nanocluster d'oro a emissione di infrarossi nel vicino infrarosso per applicazioni biologiche

Caratterizzazione dell'autoassemblaggio reversibile pH-dipendente di colloidi d'oro rivestiti di amiloide beta 1-40

Luminophore formazione in varie conformazioni di albumina di siero bovino di legame dell'oro

Riepilogo

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Iridium (III) luminescente sonda per il rilevamento della proteina malarica Biomarker istidina Rich Protein-II

Quantificazione di tutto il proteoma di etichettatura omogeneità a livello di singola molecola

Fotoattivato localizzazione Microscopia con complementazione fluorescenza biomolecolare (BiFC-PALM)

Una rapida e quantitativa metodo fluorimetrico per lo screening di stupefacenti piccole molecole di proteine ​​Targeting

Determinazione delle concentrazioni di proteine totali e proteine bioattive nel colostro bovino

Determinazione delle concentrazioni di proteine totali e proteine bioattive nel colostro bovino

Proteolisi limitata ed elettroforesi su gel in presenza di cationi metallici: dominio luminescente legante l'Au(III) nelle albumine sieriche

Proteolisi limitata ed elettroforesi su gel in presenza di cationi metallici: dominio luminescente legante l'Au(III) nelle albumine sieriche

Sintesi di nanocluster d'oro a emissione di infrarossi nel vicino infrarosso per applicazioni biologiche

Caratterizzazione dell'autoassemblaggio reversibile pH-dipendente di colloidi d'oro rivestiti di amiloide beta 1-40

Una rapida e quantitativa metodo fluorimetrico per lo screening di stupefacenti piccole molecole di proteine Targeting