Для просмотра этого контента требуется подписка на Jove Войдите в систему или начните бесплатную пробную версию.
Method Article
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.
Покажем новый метод скрининга лекарственных препаратов для определения аффинности связывания малых молекул лекарственных средств для целевого белка путем формирования флуоресцентные нанокластеров золота (Au) в течение NCS белка лекарственной загружен на основе сигнала дифференциального флуоресценции, испускаемой Au НК. Альбумин белки, такие как сывороточный альбумин человека (HSA) и бычьего сывороточного альбумина (BSA), выбираются в качестве модельных белков. Четыре маленьких молекулярных препараты (например, ибупрофен, варфарин, фенитоин, и сульфаниламидные) различных аффинности связывания альбумина белков проходят испытания. Было обнаружено, что скорость образования флуоресцентных Au НК внутри лекарственной загружен альбумина в денатурирующих условиях (т.е. 60 ° С или в присутствии мочевины) происходит медленнее, чем образуется в нетронутом белка (без препаратов). Кроме того, интенсивность флуоресценции в качестве сформированной НК будет обнаружено, что обратно коррелирует с аффинностью связывания этих препаратов альбумина к белкам. В частности,Чем выше связывания препарат белка аффинной, тем медленнее скорость образования Au NCS, и, таким образом, наблюдается более низкий интенсивность флуоресценции полученного Au НК. Интенсивность флуоресценции полученных Au НК, следовательно, обеспечивает простой мерой относительной силы связывания различных препаратов тестируемых. Этот метод также выдвижной для измерения специфического связывания препарат белка константу (KD) простым изменением содержания лекарственного предустановленной в белке при концентрации белка фиксированной. Результаты измерений хорошо согласуются со значениями, полученными с помощью других престижных, но более сложные методы.
Сывороточные альбумины, такие как сывороточный альбумин человека (HSA) и бычьего сывороточного альбумина (BSA) наиболее распространенный белок в плазме и играют важную роль в поддержании осмотического давления крови отсеке. Они также признаны белками-носителями для малых молекул с низкой растворимостью в воде, такие как стероиды, жирные кислоты, гормоны щитовидной железы, а также широкое разнообразие препаратов. Связывание имущество (например, сайты связывания, аффинности связывания или силы) этих молекул в сыворотке крови альбумины образует важную тему в фармакокинетики. 1-4 Несколько аналитические методы были разработаны для изучения связывающие свойства различных препаратов в сыворотке альбуминов, например, рентгеновской кристаллографии, 5,6 ядерного магнитного резонанса (ЯМР), 7-11 и поверхностный плазмонный резонанс (SPR), 12,13 и др Тем не менее, эти методы ограничены либо утомительной и трудоемкий процесс анализирующего (например, рост монокристалла для рентгеновской crystalloграфический кабинет), требование специального и дорогостоящего оборудования (ППР), или в необходимости дорогостоящего изотопной метки (ЯМР) для обнаружения. Поэтому весьма желательно разработать альтернативные способы для малого молекулярного скрининга наркотиков в быстром, прямо-вперед, и экономически эффективным способом.
Золотые нанокластеры (Au НК) представляют собой особый тип наноматериала, которые содержат несколько десятков атомов металла с размерами меньше, чем 2 нм. 14-17 Они привлекли обширные научные интересы в связи с их дискретной и размер зависит от электронной структуры, 18, 19 и молекулярно-как поглощения и выбросов. 20-23 Такие свойства уникальные материалы, в частности, сильная флуоресценция, нашли разнообразные приложения, такие как зондирования и визуализации в биологических системах. 24-32 сверхмалых люминесцентные Au НК может быть синтезирована с использованием функциональных белков, такие как сывороточные альбумины, в качестве матрицы. 33 В типичном белка-шаблонный синтеза Au НК, определенное количество Au солей сначала инкапсулируются внутри белка, а затем уменьшается самого белка. Восстановительный способность белка объясняется учредительных функциональные аминокислотные остатки (например, тирозин), которые могут быть активированы путем увеличения рН раствора до щелочных. Развернув структуры белка рассматривается как важный шаг для формирования Au НК. Это потому, что в разложенном белка, более редуцирующих функциональные группы могут быть подвержены инкапсулированных Au солей. Разворачивания белка может быть достигнуто путем термической обработки или воздействия денатурирующих агентов. Введение малых молекулярных препаратов также могут влиять на процесс, происходящий, т.е. изменения средней точке температура денатурации и энтальпию разворачивания. 34,35 действие всех этих факторов, в свою очередь, могут быть отражены по кинетики образования флуоресцентного Au НК и проявляется в интенсивность флуоресценции полученных Au НК. 36
e_content "> Это видео демонстрирует способ скрининга лекарственных средств путем синтеза Au НТ в лекарственной загружен альбумина белков при более высокой температуре (60 ° C) или в присутствии денатурирующих агентов (например, мочевины). Интенсивность флуоресценции полученного Au НК это сигнал считывания. Во-первых, Au НК синтезируют в шаблонах HSA и BSA, обработанных при 60 ° С или в присутствии мочевины, чтобы показать, как разворачивания белка (индуцированное термообработки или денатурирующих) воздействует на формирование кинетики Au НК. Во-вторых, Au НК синтезируют в шаблонах белка с предустановленной различных препаратов, и нагрузка препарат влияет на относительные интенсивности флуоресценции полученного Au НК изучается, которые обеспечивают меру относительной связывающей силы. И, наконец, протокол скрининга Au НК-препарат модифицированы для количественное измерение наркотиков белка константа связывания (К D) путем изменения содержания наркотиков предустановленной в белке фиксированной концентрации.Внимание: Пожалуйста, обратитесь листы данных безопасности (SDS) всех вовлеченных химических веществ перед использованием. Скрининг наркотиков эксперимент включает в себя синтез и обработку наноматериалов, которые могут иметь дополнительные риски по сравнению с их коллегой объемной. Пожалуйста, убедитесь, что все необходимые меры контроля, которые практикуются на протяжении всего эксперимента, в том числе с использованием технических средств контроля (вытяжной шкаф) и средства индивидуальной защиты (СИЗ, например, длина безопасности брюки, закрытую обувь, химически стойкие перчатки и защитные очки).
1. Подготовка химических реактивов для скрининга лекарственных средств
2. синтез белка-шаблонный Au НК
Скрининг 3. Малый Молекулярная наркотиками
Белок разворачивается важный порядок формирования белковых-шаблонный Au НК, потому что более реакционноспособные функциональные группы (например, остатков тирозина) протеина могут подвергаться сокращению инкапсулированные ионы Au и, следовательно, ускорить темпы формирования Au ?...
Есть несколько важных шагов, которые должны быть выделены в этом методе. В протокол скрининга относительной аффинности связывания различных низкомолекулярных препаратов, шаги 3.1.2, 3.1.3, 3.1.4 и имеют решающее значение для получения хороших результатов, показывая устойчивую тенденцию к от...
The authors have nothing to disclose.
Y.N.T. would like to acknowledge the Agency for Science, Technology and Research (A*STAR), Singapore for the financial support under the JCO CDA grant 13302FG063.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Gold (III) chloride solution, 30% | Sigma-Aldrich | 484385 | Corrosive, irritant |
Human serum albumin, 96% | Sigma-Aldrich | A1887 | |
Bovine Serum albumin, 96% | Sigma-Aldrich | A2153 | |
Ibuprofen, 98% | Sigma-Aldrich | I4883 | |
warfarin, 98% | Sigma-Aldrich | A2250 | |
phenytoin | Sigma-Aldrich | PHR1139 | |
sulphanilamide, 99% | Sigma-Aldrich | S9251 | |
dimethyl sulfoxide | Sigma-Aldrich | D8418 | |
urea | Sigma-Aldrich | U5128 | |
Sodium hydroxide | Sigma-Aldrich | 221465 | |
Magnetic stirrer | IKA | RT5 | |
Microplate reader | Tecan | Infinite M200 | |
384-well plate | Corning | ||
5 ml air displacement pipette | Eppendorf | ||
1,000 μl air displacement pipette | Eppendorf | ||
100 μl air displacement pipette | Eppendorf | ||
5,000 μl Eppendorf tips | |||
1,000 μl Eppendorf tips | |||
100 μl Eppendorf tips | |||
1.5 ml micro tube | Eppendorf | ||
20 ml glass vial with screw cap | |||
4 ml glass vial with screw cap |
Запросить разрешение на использование текста или рисунков этого JoVE статьи
Запросить разрешениеThis article has been published
Video Coming Soon
Авторские права © 2025 MyJoVE Corporation. Все права защищены