我们证明由拓扑异构酶蛋白驱动的分子尺度器件的组装和应用。构造是一个标签由组织切片中的DNA断裂的两个主要类型,其两端连接两个不同的荧光团的生物分子传感器。
自然发生的生物分子机器工作在每一个活细胞,并显示各种设计1-6。然而,人工分子机器设备上,即分子马达定向运动的能力,以及按比例缩小的机械部件(车轮,axels,吊坠等)7-9的中心发展。这模仿的宏观机,这些设备的基本的物理性质,化学性质,如惯性和动量守恒,即使不是在10纳米世界环境使用。替代设计,不按机械macromachines计划和使用生物分子的进化发展的机制,可以利用纳米世界的具体条件优势。此外,适应实际的生物分子纳米设计的目的,降低了纳米技术的产品可能会造成的潜在危险。在这里,我们展示了这样一个启用生物构造的组装和应用,EMI人工分子器件相结合的人工组件的一个自然发生的分子机器。从酶学点来看,我们的结构是一个设计师荧光酶 – 底物复合物放在一起执行特定的有用的功能。这个大会是由定义的分子机器,因为它包含一个 12 。然而,其一体化工程的一部分-荧光双发夹-重新定向到一个新的任务标签DNA损伤12。
我们的构造,组装出32 MER DNA和一种酶的牛痘拓扑异构酶I(VACC TOPO)。本机,然后使用自己的材料来制造两个荧光标记的检测器(图1)。单位之一(绿色荧光)进行VACC TOPO的共价连接到其3'end和另一个单位(红色荧光),是同一个终端3'OH发夹。的单位是短命的,并迅速重新组合成原来的构造,随后recleaves。在DNA的情况下,打破了这两个循环的方式不断独立和religate单位。在与DNA损伤,探测器单元的拓扑异构酶选择性重视5'OH(DNA酶II型断裂)11,12平末端的DNA断裂,荧光标签的组织切片。第二,酶寡核苷酸裂解后形成的发夹,将结扎一个5'PO 4钝端突破(DNA酶I型断裂)11,12,T4 DNA连接酶是在解决方案 13,14中。当T4 DNA连接酶将被添加到一个组织部分或溶液中的DNA与5'PO 4休息钝端,连接酶与5'PO 4 DNA末端反应,形成半稳定酶- DNA复合物。钝端发夹将与这些复合物释放的DNA连接酶和共价连接的发夹,从而标签5'PO 4平末端的DNA断裂。
这方面的发展充分体现了新的切实可行的办法,以日E的分子机器的设计,并提供有用的一个固定的细胞和组织的细胞凋亡和DNA损伤检测传感器。
在这段视频中,我们将演示如何组装和使用双标签的DNA损伤传感器。传感器是一个由生物分子发动机,病毒编码的蛋白质VACC TOPO的人工组件联系在一起驱动的分子机器。所提出的发展充分体现了一个生物功能的做法,主张适应的无毒分子尺度器件12,15设计的生物结构,架构和实际零件和电池组件。这种方法可以解决两个问题的内在体内的纳米传感器的领域: 1。使用传统的纳米材料?…
The authors have nothing to disclose.
这项研究得到了授予R01NS062842国家神经紊乱和中风研究所,国立卫生研究院(VVD)和国立神经疾病和中风,国家卫生研究院通过复苏法案(VVD)和R21的R21 NS064403补助EB006301国家生物医学成像和生物工程研究所,国立卫生(VVD)研究院。
5′-AAG GGA CCT GCF GCA GGT CCC TTA ACG CAT RAT GCG TT- 3′; F – FITC-dT; R – Tetramethylrhodamine-dT. Other red-shifted fluorophores such as BODIPY TR, rhodamine or TAMRA can be used instead of tetramethylrhodamine as R.
Alternatively you can use Oligonucleotide 2 – a double-hairpin single labeled with fluorescein (for detection of a single type of DNA breaks (DNase II-type only). The single-fluorophore-carrying probe is considerably less expensive and is convenient whenever a single type of DNA break is to be labeled: 5′-AAG GGA CCT GCF GCA GGT CCC TTA ACG CAT ATG CGT T-3′; F – FITC-dT