Barkodlu nanoproblar birden fazla aktif proteazı paralel olarak algılayabilir

Barkodlu nanoproblar birden fazla aktif proteazı paralel olarak algılayabilir

Zaman Damgası: 12 Aralık 2023 4:42
Kaynak Düğüm: 3009562
Aralık 12, 2023

(Nanowerk Haberleri) Protein parçalayan enzimler birçok fizyolojik süreçte önemli bir rol oynar. Bu tür proteazlar genellikle aktif olmayan bir durumda bulunur ve yalnızca belirli koşullar altında aktif hale gelir. Bazıları enfeksiyon veya kanser gibi hastalıklarla bağlantılı olduğundan aktif proteazları seçici olarak tespit edebilecek yöntemlere sahip olmak önemli hale geliyor. Günlükte Uygulamalı Kimya (“DNA-Barcoded Plasmonic Nanostructures for Activity-Based Protease Sensing”), bilim adamları yeni bir proteaz aktivite sensörleri sınıfını tanıttılar: peptit DNA ile donatılmış altın nanopartiküller. Aktivite Tabanlı Proteaz Algılama için DNA Barkodlu Plazmonik Nanoyapılar Çalışmanın grafiksel özeti. (© Wiley-VCH) Devleena Samanta ve Anna Capasso (Austin, ABD'deki Texas Üniversitesi) liderliğindeki ekip, bu nanoprobların birden fazla aktif proteazı paralel olarak algılayabildiğini gösterdi (çoğullanmış ölçüm). Yöntem oda sıcaklığında çalışır ve karmaşık numune hazırlama veya ayrıntılı aletler gerektirmez. Yeni probların merkezinde bir peptit ve bir DNA fragmanından oluşan zincirlerle donatılmış altın nanopartiküller bulunuyor. Peptit yapısı, tespit edilen proteaz tarafından bölünecek şekilde tasarlanmıştır. DNA, peptidi tanımlamak için benzersiz bir barkod görevi görür ve ayrıca sinyali güçlendirir. İstenilen proteaz numunede aktif formunda mevcutsa, peptit onu böler. Bu, DNA barkodunun dizilişine göre tespit edilebileceği çözeltinin içine salınmasını sağlar. Ekip, bu tespiti gerçekleştirmek için bir CRISPR/Cas12a testi kullanıyor: Cas12a enzimi, aktif olmayan bir kompleks oluşturmak üzere bir kılavuz RNA'ya (gRNA) bağlanıyor. gRNA, barkod DNA'sına spesifik olarak bağlanan bir segment içerir. Bu Cas12a'yı aktive eder, böylece artık tek sarmallı DNA'yı (ssDNA) "kesebilir". Test için araştırmacılar, bir ucuna floresans veren bir grup (florofor) ve diğer ucuna da floroforun floresansını (yeterince yakın oldukları sürece) "kapatan" bir söndürücüye sahip ssDNA molekülleri ekliyor. Eğer ssDNA kesilirse, florofor ve söndürücü birbirinden daha da uzaklaşır. Bu, test edilen proteazın mevcut olduğunu gösteren güçlü floresansla sonuçlanır (tespit sınırı yaklaşık 58 pM'dir). Sahada hiçbir alet yoksa ve testin hızlı yapılması gerekiyorsa, çıplak gözle tespit mümkündür: Proteaz, prob üzerindeki peptidi ayırırsa, altın nanopartiküllerin yüzey yükü değişir ve bir araya toplanırlar. Bu sözde "plazmonik nanoyapıların" rengi, önemli ölçüde toplanma derecelerine bağlıdır. Test çözeltisindeki renk değişimine dayalı olarak nanomolar proteaz konsantrasyonlarını tespit etmek mümkündür. Proteazlar 3CL ve kaspaz3'ün çoklu tespiti, ekibin yeni yöntemlerinin yüksek hassasiyetini ve seçiciliğini göstermesine olanak tanıdı. 3CL, aktif koronavirüs enfeksiyonu için bir belirteçtir ve COVID hastalarında sıklıkla apoptoz belirteci kaspaz3'ün yüksek aktivitesi bulunur. Bu testin klinik potansiyeli, hastalardan elde edilen üç farklı tümör hücre hattında kolorektal kanserle ilişkili bir proteaz olan katepsin B'nin saptanmasıyla da ortaya konmuştur. Bu nanoproblar, ticari floresans bazlı proteaz sensörlerine kıyasla 100 kat daha yüksek floresans sinyalleri sağlar. Ayrıca, böldüğü peptid biliniyorsa hemen hemen her proteaz tespit edilebilir. Birlikte ele alındığında, bu nanoproblar potansiyel olarak erken hastalık tespitine olanak sağlayabilir ve çoğullama yoluyla teşhis testlerinin hassasiyetini ve güvenilirliğini artırabilir.

Zaman Damgası:

Den fazla nanowerk