Artykuł metodologiczny

Biopanowanie oparte na biosensorach mikrowagi kwarcowej do badania interakcji białko-lek

8 lipca 2025

W tym artykule

Streszczenie

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Źródło: Takakusagi, Y. Strategia analizy bioinformatycznej opartej na biosensorach o wysokiej przepustowości dla globalnej walidacji interakcji lek-białko. J. Vis. Exp. (2020)

Ten film demonstruje metodę badania interakcji białko-lek za pomocą biopanowania biblioteki peptydów wyświetlanych przez fagi T7 za pomocą biosensora QCM. Biopanowanie fagów wyświetlających określony peptyd na biosensorze QCM pozwala na specyficzną izolację peptydów o wysokim powinowactwie, a następnie sekwencjonowanie aminokwasów, co pomaga zidentyfikować określone miejsca interakcji na białku docelowym.

Protokół

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

UWAGA: Poniżej przedstawiono kroki do badania przesiewowego fagów T7 rozpoznających leki za pomocą biosensora QCM i odzyskiwania przebadanych fagów poprzez zakażenie E. coli (BLT5615). Protokoły syntezy pochodnej małej cząsteczki, która tworzy samoorganizującą się monowarstwę (SAM) oraz budowy 15-merowej biblioteki losowych peptydów wyświetlanych przez T7, można znaleźć gdzie indziej.

1. Przygotowanie układu czujnika QCM

  1. Podłącz ceramiczny chip czujnika do oscylatora aparatu QCM 27 MHz i zarejestruj częstotliwość wewnętrzną (Hz) w fazie powietrznej przed unieruchomieniem małych cząsteczek.
  2. Odłącz chip i upuść 20 μl roztworu (1 mM w 70% etanolu) pochodnej małocząsteczkowej, która tworzy SAM, na złotą elektrodę chipa czujnika za pomocą pipety.
    ostrożność: Kryształ chipa czujnika, w którym znajduje się złota elektroda (Au, grubość 0,1 mm, średnica wewnętrzna 2,5 mm, 4,9 mm2) jest niezwykle cienki i może łatwo pękać (SiO2, grubość 0,06 mm, średnica wewnętrzna 9 mm). Dlatego należy ostrożnie pipetować.
  3. Pozostawić na 1 godzinę w temperaturze pokojowej (około 20 °C) na szalce Petriego z wilgotną chusteczką i osłoną przed światłem w pomieszczeniu.
  4. Delikatnie umyj powierzchnię elektrody ultraczystą wodą, a następnie usuń krople wody, przedmuchując powietrze strzykawką lub miotełką do kurzu.
  5. Skonfiguruj chip czujnika dla aparatu QCM i zarejestruj zmniejszenie częstotliwości w fazie powietrznej, aby zmierzyć ilość małej cząsteczki, która została unieruchomiona.
    nuta: Co najmniej 100 Hz wewnętrznej częstotliwości jest niezbędne do udanego unieruchomienia małych cząsteczek (1 Hz unieruchamia 30 pg).

2. Biopanoramowanie biblioteki fagów T7 za pomocą biosensora QCM (Rysunek 1)

  1. Ustaw kuwetę z dedykowanym mieszadłem magnetycznym na biosensorze QCM i wlej 8 ml buforu reakcyjnego (10 mM Tris-HCl, 200 mM NaCl, pH 7-8) do kuwety.
  2. Przymocuj układ czujnika QCM do oscylatora i pociągnij ramię oscylatora w dół, aby zanurzyć chip w mieszanym buforze z prędkością 1000 obr./min.
  3. Rozpocznij monitorowanie częstotliwości QCM na komputerze osobistym (PC) i poczekaj, aż sensorgram zrównoważy się do około 3 Hz/min dryftu częstotliwości.
  4. Wstrzyknąć 8 μl biblioteki fagów T7 (1-2 × 10pfu/ml) do kuwety (stężenie końcowe: 1-2 × 107 pfu/ml) i zaznaczyć punkt wstrzyknięcia na czujniku.
  5. Monitoruj zmniejszenie częstotliwości spowodowane wiązaniem fagów T7 z małą cząsteczką unieruchomioną na powierzchni złotej elektrody przez 10 minut.
  6. Zatrzymaj monitor częstotliwości QCM, wyjmij chip czujnika z oscylatora i usuń bufor, przedmuchując powietrze i/lub odprowadzając chusteczkami.
  7. Umieścić chip czujnika na wilgotnej szalce Petriego i wrzucić 20 μl zawiesiny E. coli (BLT5615) (OD600 = 0,5—1,0 po wstrząsaniu w temperaturze 37 °C przez dodanie IPTG do 1 mM) komórek gospodarza w fazie logarytmicznej na złotą elektrodę.
  8. Zamknij pokrywkę naczynia i przykryj ją folią aluminiową, aby zablokować światło.
  9. Inkubować naczynie w temperaturze 37 °C przez 30 minut na 96-dołkowym mieszalniku do mikropłytek (1000-1500 obr./min) w celu zwiększenia odzysku związanych fagów T7.
  10. Odzyskać 20 μl roztworu i zawiesić go w 200 μl pożywki LB.
    nuta: Próbki otrzymane na tym etapie mogą być przechowywane w temperaturze 4 °C przez jeden tydzień.
  11. Przygotować serię rozcieńczeń roztworu fagowego do izolacji płytki nazębnej i sekwencjonowania DNA zgodnie z ogólną procedurą opisaną w instrukcjach producenta.

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Wyniki

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

figure-results-1
Rysunek 1: Schematyczne przedstawienie biopanowania biblioteki peptydów wyświetlanych za pomocą biosensora QCM w bibliotece peptydów wyświetlanych przez fagi T7. Biblioteka fagów T7, która wyświetla losowe peptydy, jest wstrzykiwana do kuwety zawierającej bufor (podczas mieszania), w której zanurzony jest chip biosensora QCM, a częstotliwość jest stabilizowana. Po monitorowaniu redu...

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Oświadczenia

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
Nie stwierdzono konfliktu interesów.

Materiały

Lista materiałów użytych w tym artykule
NazwaFirmaNumer katalogowyKomentarze
AFFINIXQN powiedział:ULVAC, Inc. (Tokio, Japonia)QCM2008-STKITZawiera szklaną kuwetę, magnes mieszający, oprogramowanie do obsługi i analizy z komputerem z systemem Windows
Ceramiczny układ czujnikaULVAC, Inc. (Tokio, Japonia)QCMST27C4 chipy czujników/pakiet
DimetylosulfotlenekSigma-Aldrich
(St. Louis, MO, Stany Zjednoczone)
Zobacz materiał D8418
etanolMerck (Kenilworth, NJ, Stany Zjednoczone)Numer katalogowy: 09-0850
Zestaw do unieruchamiania dla AFFINIXULVAC, Inc. (Tokio, Japonia)QCMIMKT powiedział:Odczynnik SAM i odczynnik sprzęgający aminy
Płynny LB średniSigma-Aldrich
(St. Louis, MO, Stany Zjednoczone)
L3522Autoklaw przez 20 min
Zawartość NaClMerck (Kenilworth, NJ, Stany Zjednoczone)S3014
TrisMerck (Kenilworth, NJ, Stany Zjednoczone)252859
powiedział:

Przedruki i uprawnienia

Poproś o pozwolenie na ponowne wykorzystanie tekstu lub ilustracji tego artykułu JoVE

Poproś o pozwolenie

Tagi

Biosensor QCMbiblioteka phage displaytechnika biopanninguoddzia ywanie bia ko leksekwencjonowanie peptyd wbiblioteka fag w T7przygotowanie p ytki sensoramonitorowanie cz stotliwo cianaliza aminokwas w

Powiązane artykuły