Новости космоса и технологий. » Химия » Методика позволяет удобно и точно получать оптические изображения отдельных белков

Методика позволяет удобно и точно получать оптические изображения отдельных белков

Опубликовал: Admin, 22-09-2020, 01:01, Химия, 54, 0

Методика позволяет удобно и точно получать оптические изображения отдельных белков

Белки, которые часто считаются рабочими лошадками организма, являются одними из самых важных биомолекул, критически важных для жизненных процессов. Они обеспечивают структурную основу для клеток и тканей и выполняют головокружительный набор задач, от метаболизма энергии и помощи клеткам в общении друг с другом до защиты организма от патогенов и управления делением и ростом клеток.

Поскольку дисфункция белков связана со многими серьезными заболеваниями, белки являются основными мишенями для большинства терапевтических препаратов.

В новом исследовании Шаопэн Ван и его коллеги подробно описывают метод исследования белков. Для этого его группа умело использует явление, известное как поверхностный плазмонный резонанс (SPR), включив его в инновационный тип микроскопа.

Хотя SPR был мощным методом исследования мира очень малых, включая взаимодействие бактерий и вирусов, это исследование знаменует собой первый случай, когда SPR был успешно использован для изображения одиночные молекулы , в данном случае белки. Новый метод известен как микроскопия плазмонного рассеяния.

По словам Вана: «Гонка за разработкой этой технологии началась 20 лет назад». Вместе с ведущим автором NJ Tao группа подсчитала, что модифицированная форма SPR должна иметь чувствительность для разрешения отдельных белков, хотя для того, чтобы это стало реальностью, потребовалась большая подготовительная работа.

Ван - научный сотрудник Центра биодизайна биоэлектроники и биосенсоров. Новое исследование опубликовано в расширенном онлайн-дополнении журнала Природные методы . Пэнфэй Чжан, постдок в центре, является ведущим автором статьи.

Использование SPR позволяет исследователям исследовать динамику белков клеточной поверхности - основных мишеней для разработки лекарств - которые особенно сложно наблюдать с помощью рентгеновской кристаллографии или ЯМР-спектроскопии, двух традиционных методов, которые обычно используются для характеристики белков.

Но что такое поверхностный плазмон ? «Одно из свойств металла состоит в том, что у него много свободных электронов», - говорит Ван, имея в виду электроны, не связанные с атомами. «Когда условие падения Света На эти электроны является правильным, энергия света заставляет эти электроны резонировать. Эти колеблющиеся электроны создают волну на Поверхности металла Это поверхностный плазмонный резонанс. "

Чтобы обнаружить связывание молекулы аналита (например, белка) с молекулой рецептора с помощью SPR, молекулу рецептора обычно иммобилизуют на поверхности сенсора, а молекулу анализируемого вещества добавляют в водный раствор. Поляризованный свет обычно направляется под поверхность тонкой золотой пленки, где поверхностные плазмоны генерируются под определенным углом падающего света. Поверхностное удержание света поверхностным плазмоном рассматривается как уменьшение интенсивности отраженного света.

Когда белковые молекулы связываются с иммобилизованными молекулами рецептора, показатель преломления на поверхности золота изменяется, изменяя состояние поверхностного плазмонного резонанса и вызывая увеличение интенсивности сигнала.

Чтобы уточнить и откалибровать систему, исследователи сначала наблюдали события связывания с использованием наночастиц полистирола, размер которых можно точно контролировать. Преимущество наночастиц также в том, что они создают более высокий контраст, что облегчает их обнаружение с помощью SPR. Использование все меньших и меньших наночастиц позволило группе достичь крошечных размеров биологического белка.

Чтобы достичь такого впечатляющего разрешения, исследователи использовали вариант метода SPR, обнаруживая свет на событиях связывания с белками сверху, а не снизу, что значительно устраняет фоновый шум, создавая четкое изображение. Поскольку связанные белки рассеивают свет SPR во всех направлениях, обнаружение сверху позволяет избежать отраженного света, что значительно улучшает качество изображения.

Ван сравнивает этот эффект со звездами на фоне темной завесы, в то время как звезды невидимы для глаз на шумном фоне дневного света. Обнаружение отдельных белков может быть реализовано без очень мощного источника света, поскольку SPR дает сильное усиление светового поля рядом с датчиком поверхность , уточняя белковый сигнал.

Наведя на белок Аффинность связывания, один из ключевых параметров, имеющих решающее значение для разработки более безопасных и эффективных лекарств, новый метод SPR должен иметь светлое будущее на биомедицинской арене, а также пролить новый свет на фундаментальные проблемы на молекулярном уровне.


Источник


У данной публикации еще нет комментариев. Хотите начать обсуждение?

Написать комментарий
Имя:*
E-Mail:
Введите код: *
Кликните на изображение чтобы обновить код, если он неразборчив


Поиск по сайту
Полезные ссылки
Оцените работу сайта

TEHNONEWS

Новости космоса технологий нанотехнологий физики и химии