Bu içeriği görüntülemek için JoVE aboneliği gereklidir. Oturum açın veya ücretsiz deneme sürümünü başlatın.
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.
Biz Au NC'ler tarafından yayılan farklı flüoresans sinyaline dayalı ilaç yüklü protein içinde flüoresan altın nanoyığınlar (Au NCS) oluşturan bir hedef proteine, küçük ilaç moleküllerinin bağlanma afinitesini belirlemek için yeni bir ilaç tarama yöntemi göstermektedir. Insan serum albümini (HSA) ve sığır serum albümini (BSA) gibi albümin proteinleri modeli proteinler olarak seçilir. Dört adet küçük molekül ilaç albümin proteinleri, farklı bağlanma afiniteleri (ör ibuprofen, varfarin, fenitoin ve sülfanilamid) test edilir. Bu denatüre edici koşullar (örneğin, 60 ° C veya üre varlığında) altındaki ilaç yüklü albumin protein içindeki fluoresan Au NC'ler oluşumu oranı (ilaç olmadan) bozulmamış proteininde oluşmuş daha yavaş olduğu bulunmuştur. Dahası, şekillendirilmiş NC'ler floresan yoğunluğu ile ters albümin proteinleri bu ilaçların bağlanma ilgisi ilişkili olduğu bulunmuştur. Özel olarak,Au NC'ler oluşum hızı daha yavaş ilaç-protein bağlanma afinitesi daha yüksektir ve bu şekilde elde edilen Au NC'ler daha düşük bir floresans yoğunluğu görülmektedir. Elde edilen Au NC'ler floresan yoğunluğu dolayısıyla test farklı ilaçların göreceli bağlanma gücü basit bir ölçümünü sağlar. Bu yöntem aynı zamanda, sadece sabit bir protein konsantrasyonunda protein yüklenmiş ilaç içeriğini değiştirerek spesifik ilaç-protein bağlayıcı sabiti (KD) ölçmek üzere genişletilebilir. Ölçülen sonuçlar, diğer itibar ama daha karmaşık yöntemler kullanılarak elde edilen değerlerle iyi uyum sağlar.
Insan serum albümini (HSA) ve sığır serum albümini (BSA) gibi serum albüminler, plazmada en fazla protein vardır ve kan bölmesi osmotik basıncının sağlanmasında önemli bir rol oynamaktadır. Ayrıca, steroidler gibi, suda düşük çözünürlüklü, küçük moleküller, yağ asitleri, tiroid hormonları ve ilaçlar çok çeşitli taşıyıcı proteinler olarak kabul edilmektedir. Bağlama özelliği albüminler serum, bu moleküllerin (örneğin, afinite ya da bağlanma kuvvetinin, bağlanma yerleri) farmakokinetik önemli bir konu teşkil etmektedir. 1-4 Çeşitli analitik yöntemler gibi albüminler serum farklı ilaçların bağlanma özelliklerini incelemek için geliştirilmiştir X-ışını kristalografisi, 5,6 nükleer manyetik rezonans (NMR), 7-11 ve yüzey plazmon rezonans (SPR), 12,13 vs. Bununla birlikte, bu yöntemler, bir sıkıcı ve zaman alıcı bir analiz işlemi (ya da tarafından kısıtlanır, örneğin, X-ışını Crystallo tek kristal büyümeGrafik çalışması), özel ve pahalı ekipman gerekliliği (SPR), veya tespiti için pahalı izotop etiketleme (NMR) muhtaç. Bu, hızlı bir düz ileri ve maliyet-etkin bir şekilde, küçük molekül ilaç taraması için alternatif yollar oluşturmak çok arzu edilen bir durumdur.
Altın nanokümeler (Au NC'ler), nedeniyle ayrık ve boyut bağımlı elektronik yapıya, 18 Onlar kapsamlı araştırma alanları çekmiştir 2 nm. 14-17 daha küçük boyutları ile metal atomları onlarca birkaç ihtiva nanomaterial özel bir tip vardır 20-23 Bu özel malzeme özellikleri, özellikle de güçlü bir floresan gibi biyolojik sistemlerde algılama ve görüntüleme. 24-32 ultrasmall floresan Au NC'ler işlevsel proteinleri kullanılarak sentezlenebilir gibi çeşitli uygulama alanı bulmaktadır. 19 ve moleküler benzeri bir emişe ve emisyon, Böyle bir şablon olarak serum albüminleri olarak. 33 tipik bir protein şablonu sentezinde Au NC'ler Au tuzları bir miktar birinci protein sarmalanır ve daha sonra proteinin kendisinin azaltılır. Protein indirgeme yeteneği alkalin çözüm artan pH ile aktive edilebilir fonksiyonel amino asit kalıntılarını (örneğin, tirosin) oluşturucu atfedilir. Protein yapısının Unfolding Au NC'ler oluşumu için kritik bir aşama olarak kabul edilir. Katlanmamış protein, daha fazla indirgeyici fonksiyonel gruplar kapsüllenmiş Au tuzları maruz olmasıdır. Protein denatüre edici maddelere karşı, ısı tedavisi veya maruz kalma ile elde edilebilir açılma. Küçük molekül ilaçların tanıtımı da orta denatürasyon sıcaklığı ve açılımı entalpilerini değiştirerek yani açılımı sürecini etkileyebilir. 34,35 Tüm bu faktörlerin etkisi, sırayla floresan Au NC'ler oluşum kinetiği ile yansıtılabilir ve tecelli Elde edilen Au NC'ler floresans yoğunluğu. 36
e_content "> Bu video daha yüksek bir sıcaklığa (60 ° C) 'de ilaç yüklü albümin proteinleri Au NCS sentezlenmesiyle, doğallık bozucu maddeler (örneğin, ürea) elde edilen Au NCS. floresan yoğunluğunun varlığında ilaç taraması yöntemini göstermektedir sinyal değerini göstermektedir. Birincisi, Au, Au NC'ler NC'ler. İkinci oluşumu kinetiklerini proteini (ısı işlemi veya denatüranlar ile yol açılan) açılma göstermek için 60 ° C ya da üre mevcudiyetinde muamele HSA ve BSA şablonlarında sentezlenir, Au NC'ler farklı ilaçlar ile önceden yüklenmiş bir protein şablonları sentezlenir, ve elde edilen Au NC'ler nispi floresan yoğunlukları ile ilaç yüklemesi etkisi nispi bağlanma mukavemeti ölçüsü sağlayan, incelenmiştir. Sonuç olarak, Au NC-ilaç tarama programı için değiştirilir sabit bir konsantrasyon protein yüklenmiş ilaç içeriğini değiştirerek, ilaç-protein bağlayıcı sabiti (KD) kantitatif ölçümü.Dikkat: Kullanmadan önce ilgili tüm kimyasalların güvenlik bilgi formları (SDS) danışın. Ilaç tarama deneyi kendi toplu meslektaşı ile karşılaştırıldığında ek tehlikeler olabilir nanomateryallerin sentezini ve taşıma kapsar. Emin olun, gerekli tüm kontrol önlemleri mühendislik kontrolleri (davlumbaz) ve kişisel koruyucu donanımlar (KKD, örneğin, emniyet uzunluğu pantolon, kapalı-toe ayakkabıları, kimyasala dayanıklı eldivenler ve emniyet gözlükleri) kullanımı da dahil olmak üzere, deney boyunca uygulanan edilecek.
Uyuşturucu Tarama için Kimyasal Reaktifler 1. Hazırlık
Protein-Templated Au NC'ler 2. sentezi
3. Küçük Moleküler Uyuşturucu Madde Tarama
Bir proteinin fazla reaktif fonksiyonel gruplar (örneğin, tirosin kalıntıları) kapsüllenmiş Au iyonları azaltmak ve böylece Au NC'ler oluşumu oranını hızlandırmak için maruz çünkü açılma protein, protein-şablonu Au NC'ler oluşumu için önemli bir işlemdir. Isıtma ve dış denatüre maddeleri protein açılımı sürecini teşvik için iki ortak araçlardır. 1 model protein olarak HSA kullanarak, Au NC'ler oluşum kinetiği üzerinde ısıtma etkisi ve eklem...
Bu yöntemde vurgulanan gereken birkaç kritik adımlar vardır. Farklı küçük molekül ilaçların göreceli bağlanma afinitesi tarama protokolü Adımlar 3.1.2, 3.1.3, 3.1.4 ve nispi bağlanma gücü için tutarlı eğilimi gösteren iyi sonuçlar elde etmek için kritik öneme sahiptir. Bu adımlarda, ölçüm için reaksiyon çözümleri ekleyerek kimyasallar ve çizim eylemleri gecikme etkisi ve tutarlılığı sağlamak için uygulanmalıdır ölçümü için reaksiyon çözümleri ekleyerek kimyasallar ve çi...
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 |
Bu JoVE makalesinin metnini veya resimlerini yeniden kullanma izni talebi
Izin talebiThis article has been published
Video Coming Soon
JoVE Hakkında
Telif Hakkı © 2020 MyJove Corporation. Tüm hakları saklıdır