“开关”提高控制检测研究的旧朋友
之间的独特关系必不可少的维生素和纯化细菌蛋白被用作几十年来科学和医学的宝贵工具。这两个分子,称为链霉亲和素与生物素,形成一个非常强大的和特定的相互作用,对许多生物技术的应用程序都是非常宝贵的。
与链霉亲和素与生物素标记分子,检测他们是一种常见的许多实验室测试的一部分,使得许多医学科学发现。链霉亲和素与生物素是必要的,作为实验室技术人员的锤子和钉子的一个木匠。两个分子结合形成的“分子胶”的许多测试用于诊断感染性疾病如艾滋病、丙型肝炎和莱姆病;发现新的蛋白质、病毒和细菌;并探讨如何在生物分子的功能。
极度紧张和特定绑定的链霉亲和素生物素是生物技术和生物医学科学中一个有价值的工具,但缺乏有效的干扰的交互方式也大大限制了其使用。
Sui-lam黄博士,卡尔加里大学的肯尼斯·Ng博士和教授温莎大学和卡尔加里大学的兼职教授,花了几十年试图微调两个分子之间的键的生物医学应用程序创建一个更有效的工具。通过创造新的方法来控制绑定和释放两个分子,许多新的实验技术现在可以开发启用新的健康的发现和改进的诊断测试。
他们的团队开始着手设计一个“开关”,允许分子变得更加多才多艺。这个开关允许的交互变得更严格或宽松取决于是必要的。
研究小组最近发现成功当他们结合分子设计与先前知识streptavidin-biotin系统发现新引入的二硫键的影响,其中一个改进的键的强度,同时创建一个可逆开关。在加拿大使用CMCF beamline光源(CLS)大学的萨斯喀彻温省,他们分析了这些变化对结构的影响streptavidin-biotin复杂,他们的研究结果发表在科学报告。
被困的生物素
困生物素:M88突变蛋白质的晶体结构,确定在CMCF beamline CLS,揭示了Cys49之间形成的工程二硫化物和Cys86(绿色球体)部分街区的退出途径生物素(红色球体)。
“这不是一个完美的系统,但我认为这是第一次有人创造这样一个开关,你可以使用一些温和的分裂债券没有削弱紧密绑定如此理想的在此系统中,“Ng说。
新发现涉及创建特定的桥梁,是由两个氨基酸半胱氨酸的残留物。诀窍是将桥梁,称为二硫键,在合适的地方链霉亲和素结构改变链霉亲和素与生物素之间的绑定。
“通过创建一个二硫键结构在合适的地方,这是这部小说中发现这项工作,你可以结合得更紧了。“Ng说,“酷的事情是,当你减少链霉亲和素生物素的二硫键绑定变得更加疲软。就像一个开关,松散绑定允许streptavidin-biotin分开,这使得它可逆系统,解决最大的问题。”
许多诊断测试和生物技术的应用程序,如配体捕获、蛋白质固定化和免疫印迹,更喜欢结合紧密,留下永久的东西。如果你想要使用一个生物传感器检测细菌或病毒,债券紧所以探测器不滑落。
医学应用,如干细胞治疗作为一个实验性的治疗越来越多的疾病,通常需要的东西是可逆的。严格债券需要抓住,抓住另一个蛋白质或细胞,但是释放它的方法是同样重要的是,特别是如果你正在与精致,活细胞被用于医学治疗。
使用CLS,团队相比,两种不同的二硫键的影响。结构是理解的关键的引入不同的突变影响的强度和稳定修改形式的链霉亲和素与生物素。
团队很惊讶地发现一个变更导致了较弱的相互作用,相反的目的是什么。的帮助下CLS,该集团能够可视化结果,帮助通知设计和推动他们接近完美的系统。
参考:马朗戈尼JM,吴邦国SC, Fogen D,黄SL, Ng kk。工程disulfide-gated切换链霉亲和素使可逆绑定不牺牲绑定关联。Sci代表。2020;10 (12483)。doi:10.1038 / s41598 - 020 - 69357 - 5
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