Методическая статья

Биопанирование на основе кварц-кристаллических микровесов на основе биосенсора для изучения белок-лекарственных взаимодействий

8 июля 2025 г.

В этой статье

Аннотация

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

Источник: Такакусаги, Ю. Стратегия высокопроизводительного биопанорамирования и биоинформатического анализа на основе биосенсоров для глобальной валидации лекарственных и белковых взаимодействий. J. Vis. Exp. (2020)

Это видео демонстрирует метод изучения взаимодействия белка и лекарства с использованием биопаннинга на основе биосенсора QCM библиотеки пептидов, отображаемых фагами T7. Биопанирование фагов, отображающих специфический пептид на биосенсоре QCM, позволяет специфически выделять высокоаффинные пептиды с последующим секвенированием аминокислот, что помогает идентифицировать специфические сайты взаимодействия на белке-мишени.

Протокол

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

ПРИМЕЧАНИЕ: Ниже приведены шаги для скрининга распознавающих лекарства Т7-фагов с помощью биосенсора QCM и восстановления скрининговых фагов через инфекцию E. coli (BLT5615). Протоколы синтеза производного малой молекулы, образующей самоорганизующийся монослой (SAM), и построения библиотеки 15-мерных случайных пептидов на фаговом дисплее T7 можно найти в других источниках.

1. Подготовка чипа датчика QCM

  1. Прикрепите керамический сенсорный чип к генератору аппарата QCM с частотой 27 МГц и зарегистрируйте собственную частоту (Гц) в воздушной фазе перед иммобилизацией малых молекул.
  2. Отсоедините микросхему и капните 20 мкл раствора (1 мМ в 70% этаноле) низкомолекулярного производного, образующего SAM, на золотой электрод сенсорного чипа с помощью пипетки.
    осторожность: Кристалл чипа датчика, в котором расположен золотой электрод (Au, толщина 0,1 мм, внутренний диаметр 2,5 мм, диаметр 4,9мм2), очень тонкий и может легко трескаться (SiO2, толщина 0,06 мм, внутренний диаметр 9 мм). Следовательно, осторожно пипеткайте.
  3. Оставьте на 1 час при комнатной температуре (около 20 °C) в чашке Петри с увлажненной тканью и защищенной от комнатного освещения.
  4. Аккуратно промойте поверхность электрода сверхчистой водой, затем удалите капли воды, продувая воздухом с помощью шприца или воздушной тряпки.
  5. Настройте чип датчика для аппарата QCM и запишите снижение частоты в воздушной фазе, чтобы измерить количество иммобилизованной малой молекул><ы. заметка: Для успешной иммобилизации малых молекул необходимо не менее 100 Гц собственной частоты (1 Гц иммобилизует 30 пг).

2. Биопанорамирование библиотеки фагов Т7 с использованием биосенсора QCM (Рисунок 1)

  1. Установите кювету со специальной магнитной мешалкой на биосенсор QCM и влейте в кювету 8 мл реакционного буфера (10 мМ Tris-HCl, 200 мМ NaCl, pH 7-8).
  2. Присоедините микросхему датчика QCM к генератору и потяните вниз рычаг генератора, чтобы погрузить микросхему в буфер, перемешиваемый со скоростью 1000 об/мин.
  3. Начните контролировать частоту QCM на персональном компьютере (ПК) и подождите, пока сенсорная грамма уравновесится примерно на 3 Гц/мин от дрейфа частоты.
  4. Введите 8 мкл фаговой библиотеки Т7 (1—2 ×10 10 БОЕ/мл) в кювету (конечная концентрация: 1—2 × 107 БОЕ/мл) и отметьте точку инъекции на сенсоре.
  5. В течение 10 мин наблюдайте за снижением частоты, вызванным связыванием Т7-фагов с малой молекулой, иммобилизованной на поверхности золотого электрода.
  6. Остановите частотный монитор QCM, отсоедините микросхему датчика от генератора и снимите буфер, продув воздух и/или запачкав салфетками.
  7. Поместите сенсорный чип во влажную чашку Петри и капните 20 мкл суспензии E. coli (BLT5615) (OD600 = 0,5—1,0 после встряхивания при 37 °C путем добавления IPTG до 1 мМ) клеток-хозяев в логарифмической фазе на золотой электрод.
  8. Закройте крышку посуды и накройте ее алюминиевой фольгой, чтобы заблокировать свет.
  9. Инкубируйте чашку при 37 °C в течение 30 минут на 96-луночном микропланшетном смесителе (1000-1500 об/мин) для улучшения восстановления связанных Т7 фагов.
  10. Восстановите 20 мкл раствора и суспензируйте его в 200 мкл LB среды.
    заметка: Образцы, полученные на этом этапе, могут храниться при температуре 4 °C в течение одной недели.
  11. Приготовьте серию разведения фагового раствора для выделения бляшек и секвенирования ДНК по общей процедуре, описанной в инструкции производителя.

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Результаты

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

figure-results-1
Рисунок 1: Схематическое изображение биопанорамирования на основе биосенсора QCM библиотеки пептидов, отображаемых фагами T7. Фаговая библиотека Т7, отображающая случайные пептиды, вводится в кювету, содержащую буфер (при перемешивании), куда погружается чип биосенсора QCM и стабилизируется частота. После наблюдения за снижением частоты за счет связывания фагов Т7 с малыми молекулами...

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Раскрытие информации

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
Конфликт интересов не декларируется.

Материалы

Список материалов, использованных в этой статье
ИмяКомпанияКаталожный номерКомментарии
AFFINIXQNULVAC, Inc. (Токио, Япония)QCM2008-STKITСодержит стеклянную кювету, магнит для перемешивания, программное обеспечение для управления и анализа с ПК с Windows
Керамический сенсорный чипULVAC, Inc. (Токио, Япония)QCMST27C4 чипа датчика в корпусе
ДиметилсульфоксидСигма-Олдрич<бр /> (Сент-Луис, Миссури, США)Д8418
этанолMerck (Кенилворт, штат Нью-Джерси, США)09-0850 (Английский
Иммобилизационный комплект для AFFINIXULVAC, Inc. (Токио, Япония)QCMIMKTРеагент SAM и реагент с аминной связью
Жидкая LB средаСигма-Олдрич<бр /> (Сент-Луис, Миссури, США)Л3522Автоклав на 20 мин
NaClMerck (Кенилворт, штат Нью-Джерси, США)С3014
ТрисMerck (Кенилворт, штат Нью-Джерси, США)252859
)

Перепечатки и разрешения

Запросить разрешение на повторное использование текста или иллюстраций этой статьи JoVE

Запросить разрешение

Теги

7

Похожие статьи