Отправить рукопись
Главная / Журналы / АКТУАЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ФИЗИКИ И ХИМИИ / Том 6 Номер 1 / Исследование технологии селективного маркирования рекомбинатных белков-мишеней и разработка путей синтеза модифицированных квантовых точек CdTe в водных растворах
Исследование технологии селективного маркирования рекомбинатных белков-мишеней и разработка путей синтеза модифицированных квантовых точек CdTe в водных растворах
Отправить рукопись Скачать PDF
Текст
Цитировать
Цитирований:

ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ СЕЛЕКТИВНОГО МАРКИРОВАНИЯ РЕКОМБИНАТНЫХ БЕЛКОВ-МИШЕНЕЙ И РАЗРАБОТКА ПУТЕЙ СИНТЕЗА МОДИФИЦИРОВАННЫХ КВАНТОВЫХ ТОЧЕК CDTE В ВОДНЫХ РАСТВОРАХ
УДК 577 Материальные основы жизни. Биохимия. Молекулярная биология.Биофизика
Беликов Н Е 1
Демина О В 2
Лукин А Ю 3
Петровская Л Е 4
Складнев Д А 5
Варфоломеев С Д 6
Ходонов А А 7
Авторы:
1.  Институт биохимической физики им. Н.М. Эмануэля РАН

2.  Институт биохимической физики им. Н.М. Эмануэля РАН

3.  МИРЕА - Российский технологический университет

4.  Институт биоорганической химии им. академиков М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова РАН

5.  ФИЦ «Фундаментальные основы биотехнологии» РАН

6.  Институт биохимической физики им. Н.М. Эмануэля РАН

7.  Институт биохимической физики им. Н.М. Эмануэля РАН

Тип:
Статья
Страницы:
с 88 по 96
Статус:
Опубликован
Получено:
20.03.2021
Одобрено:
20.03.2021
Опубликовано:
25.03.2021
Классификаторы:
УДК 577 Материальные основы жизни. Биохимия. Молекулярная биология.Биофизика
Язык материала:
русский
Ключевые слова:
селективное маркирование белков-мишеней, флуоресцентные метки, квантовые точки, методы получения, нитрилотриуксусная кислота
Финансирование:
Исследование выполнено при финансовой поддержке РФФИ в рамках научного проекта № 20-03-00139.
Аннотация и ключевые слова
Аннотация (русский):
В работе рассматривается предложенная авторами процедура обратимого маркирования белков-мишеней с помощью флуоресцентных меток и зондов. В качестве последних было предложено использовать новые флуорофоры на основе квантовых точек (QDs CdTe), содержащие молекулярный адрес (хелатные комплексы Ni2+ с нитрилотриуксусной кислотой и ее производными), способные образовывать прочные хелаты с гексагистидиновым тегом, локализованном в заданном месте полипептидной цепи белка-мишени. В настоящей работе особое внимание посвящено выбору нужного состава и строения молекулы метки и реализации на практике лабораторной технологии синтеза набора исходных квантовых точек QDs CdTe с заданными оптическими параметрами.

Ключевые слова:
селективное маркирование белков-мишеней, флуоресцентные метки, квантовые точки, методы получения, нитрилотриуксусная кислота
Текст
Текст произведения (PDF): Читать Скачать
Список литературы

1. Демина О.В., Беликов Н.Е., Мельникова И.А., Лукин А.Ю., Варфоломеев С.Д., Ходонов А.А. Новые метки и зонды для решения задач бионанофотоники. Химическая физика, 2019, т. 38, № 12, с. 44-47. DOI:https://doi.org/10.1134/S1990793119060162. @@Demina O.V., Belikov N.E., Melnikova I.A., Lukin A.Yu., Varfolomeev S.D., Khodonov A.A. New Labels and Probes for the Application in Bionanophotonics.Russ. J. Physical Chemistry B, 2019, vol. 13, no. 6, pp. 938-941. (In Russ.)

2. Звездин К.В., Беликов Н.Е., Лаптев А.В., Лукин А.Ю., Демина О.В., Левин П.П., Бричкин С.Б., Спирин М.Г., Разумов В.Ф., Швец В.И., Ходонов А.А. Новые гибридные фотохромные материалы c переключаемой флуоресценцией. Российские нанотехнологии, 2012, т. 7, № 5-6, с. 112-118. DOI:https://doi.org/10.1134/S1995078012030172. @@Zvezdin K.V., Belikov N.E., Laptev A.V., Lukin A.Yu., Demina O.V., Levin P.P., Brichkin S.B., Spirin M.G., Razumov V.F., Shvets V.I., Khodonov A.A. New Hybrid Photochromic Materials with Switchable Fluorescence. Nanotechnologies in Russia, 2012, vol. 7, no. 5-6, pp. 308-317. (In Russ.) DOI:https://doi.org/10.1134/S1995078012030172.

3. Chambers J.J., Kramer R.H. Photosensitive Molecules for Controlling Biological Function. Neuromethods, Springer, 2011, vol. 55. DOIhttps://doi.org/10.1007/978-1-61779-031-71.

4. Papazoglou E.S., Parthasarathy A. Bionanotechnology. Morgan&Claypool, 2007. DOI:https://doi.org/10.2200/S00051ED1V01Y200610BME007.

5. Wingren C., Borrebaeck C.A. High-throughput proteomics using antibody microarrays. Expert Rev. Proteomics, 2004, vol. 1, no. 3, pp. 355-364. DOI:https://doi.org/10.1586/14789450.1.3.355.

6. Porath J., Carlsson J., Olsson I., Belfrage G. Metal chelate affinity chromatography, a new approach to protein fractionation. Nature, 1975, vol. 258, no. 5536, pp. 598-599. DOI:https://doi.org/10.1038/258598a0.

7. Porath J. Immobilized metal ion affinity chromatography. Protein Expression Purif., 1992, vol. 3, no. 4, pp. 263-281. DOI:https://doi.org/10.1016/1046-5928(92)90001-D.

8. Hochuli E., Bannwarth W., Döbeli H., Gentz R., Stüber D. Genetic Approach to Facilitate Purification of Recombinant Proteins with a Novel Metal Chelate Adsorbent. Nature Bioteсhnol., 1988, vol. 6, no. 11, pp. 1321-1325. DOI:https://doi.org/10.1038/nbt1188-1321.

9. Deisseroth K. Optogenetics: 10 years of microbial opsins in neuroscience. Nature Neurosci., 2015, vol. 18, pp. 1213-1225. DOI:https://doi.org/10.1038/nn.4091.

10. Boyden E.S. Optogenetics and the future of neuroscience. Nature Neurosci., 2015, vol. 18, pp. 1200-1201. DOI:https://doi.org/10.1038/nn.4094.

11. Говорунова Е.Г., Коппель Л.А. Путь к оптогенетики: родопсиновые белки микроорганизмов. Биохимия, 2016, т. 81, № 9, c. 1172-1186. DOI:https://doi.org/10.1134/S0006297916090029. @@Govorunova E.G., Koppel L.A. The road to optogenetics. Microbial Rhodopsins. Biokhimiya, 2016, vol. 81, no. 9, pp. 1172-1186. (In Russ.)

12. Petrovskaya L.E., Lukashev E.P., Chupin V.V., Sychev S.V., Lyukmanova E.N., Kryukova E.A., Ziganshin R.H., Spirina E.V., Rivkina E.M., Khatypov R.A. Predicted bacteriorhodopsin from Exiguobacterium sibiricum is a functional proton pump. FEBS Letters, 2010, vol. 584, no. 19, pp. 4193-4196. DOI:https://doi.org/10.1016/j.febslet.2010.09.005.

13. Balashov S.P., Petrovskaya L.E., Lukashev E.P., Imasheva E.S., Dioumaev A.K., Wang J.M., Sychev S.V., Dolgikh D.A., Rubin A.B., Kirpichnikov M.P., Lanyi J.K. Aspartate-Histidine Interaction in the Retinal Schiff Base Counterion of the Light-Driven Proton Pump of Exiguobacterium sibiricum. Biochemistry, 2012, vol. 51, no. 29, pp. 5748-5762. DOI:https://doi.org/10.1021/bi300409m.

14. Gushchin I., Chervakov P., Kuzmichev P., Popov A.N., Round E., Borshchevskiy V., Ishchenko A., Petrovskaya L., Chupin V., Dolgikh D.A., Arseniev A.S., Kirpichnikov M., Gordeliy V. Structural insights into the proton pumping by unusual proteorhodopsin from nonmarine bacteria. Proc. Natl. Acad. Sci., USA, 2013, vol. 110, no. 31, pp. 12631-12636. DOI:https://doi.org/10.1073/pnas.1221629110.

15. Balashov S.P., Petrovskaya L.E., Imasheva E.S., Lukashev E.P., Dioumaev A.K., Wang J.M., Sychev S.V., Dolgikh D.A., Rubin A.B., Kirpichnikov M.P., Lanyi J.K. Breaking the Carboxyl Rule - Lysine 96 facilitates protonation of the Schiff base in the photocycle of a retinal protein from Exiguobacterium sibiricum. J. Biol. Chem., 2013, vol. 288, no. 29, pp. 21254- 21265. DOI:https://doi.org/10.1074/jbc.M113.465138.

16. Dioumaev A.K., Petrovskaya L.E., Wang J.M., Balashov S.P., Dolgikh D.A., Kirpichnikov M.P., Lanyi J.K. Photocycle of Exiguobacterium sibiricum Rhodopsin Characterized by Low-Temperature Trapping in the IR and Time-Resolved Studies. J. Phys. Chem. B, 2013, vol. 117, no. 24, pp. 7235-7253. DOI:https://doi.org/10.1021/jp402430w.

17. Belikov N.E., Demina O.V., Petrovskaya L.E., Kryukova E.A., Dolgikh D.A., Kuzmichev P.K., Chupin V.V., Lukin A.Yu., Shumsky A.N., Chizhov I., Levin P.P., Kirpichnikov M.P., Varfolomeev S.D., Khodonov A.A. The influence of the chromophoric group modification on the optical properties of retinal proteins. Mendeleev Communications, 2018, vol. 28, no. 4, pp. 406-408. DOI:https://doi.org/10.1016/j.mencom.2018.07.022.

18. Smitienko O.A., Feldman T.B., Petrovskaya L.E., Nekrasova O.V., Yakovleva M.A., Shelaev I.V., Gostev F.E., Cherepanov D.A., Kolchugina I.B., Dolgikh D.A., Nadtochenko V.A., Kirpichnikov M.P., Ostrovsky M.A.Comparative Femtosecond Spectroscopy of Primary Photoreactions of Exiguobacterium sibiricum Rhodopsin and Halobacterium salinarum Bacteriorhodopsin. J. Phys. Chem. B, 2021, vol. 125, no. 4, pp. 995-1008. DOI:https://doi.org/10.1021/acs.jpcb.0c07763.

19. Shaner N.C., Campbell R.E., Steibach P.A., Gierpmans B.N.G., Palmer A.E., Tsien R.Y. Improved monomeric red, orange and yellow fluorescent proteins derived from Discosoma sp. red fluorescent protein. Nature Biotechnol., 2004, vol. 22, pp. 1567-1572. DOI:https://doi.org/10.1038/nbt1037.

20. Разумов В.Ф. Фотоника коллоидных квантовых точек. Под ред. Клюева М.Б. Иваново: Ивановский гос. ун-т, 2017, 272 с. @@Razumov V.F. Photonics of colloid quantum dots. Klyuev M.B. Ed. Ivanovo Ivanovo State University, 2017, 272 p. (In Russ.)

21. Олейников В.А., Суханова А.В., Набиев И.Р. Флуоресцентные полупроводниковые нанокристаллы в биологии и медицине. Российские нанотехнологии, 2007, т. 2, № 1-2, c. 160-173. @@Oleynikov V.A., Sukhanova A.V., Nabiev I.R. Fluorescent semiconductor nanocrystals in biology and medicine. Nanotechnologies in Russia, 2007, vol. 2, no. 1-2, pp. 160-173. (In Russ.)

22. Николенко Д.Ю., Бричкин С.Б., Разумов В.Ф. Неизотермический высокотемпературный коллоидный синтез наночастиц CdSe. Российские нанотехнологии, 2009, т. 4, no. 11-12, с. 92-95. DOI:https://doi.org/10.1134/S1995078009110044. @@Nikolenko D.Yu., Brichkin S.B., Razumov V.F. Nonisothermal High-Temperature Colloidal Synthesis of Cd Se Nanocrystals. Nanotechnologies in Russia, 2009, vol. 4, no. 5-6, pp. 790-794. (In Russ.) DOI:https://doi.org/10.1134/S1995078009110044.

23. Murray C.B., Norris D.J., Bawendi M.G. Synthesis and characterization of nearly monodisperse CdE (E = sulfur, selenium, tellurium) semiconductor nanocrystallites. J. Am. Chem. Soc., 1993, vol. 115, no. 19, pp. 8706-8715. DOI:https://doi.org/10.1021/ja00072a025.

24. Peng Z.A., Peng X.G. Formation of high-quality CdTe, CdSe, and CdS nanocrystals using CdO as precursor. J. Am. Chem. Soc., 2001, vol. 123, no. 1, pp. 183-184. DOI:https://doi.org/10.1021/ja003633m.

25. Talapin D.V., Rogach A.L., Kornowski A., Haase M., Weller H. Highly Luminescent Monodisperse CdSe and CdSe/ZnS Nanocrystals Synthesized in a Hexadecylamine-Trioctylphosphine Oxide-Trioctylphosphine Mixture. NanoLett., 2001, vol. 1, no. 4, pp. 207-211. DOI:https://doi.org/10.1021/nl0155126.

26. Gaponik N., Talapin D.V., Rogach A.L., Hoppe K., Shevchenko E.V., Kornowski A., Eychmuller A., Weller H. Thiol-Capping of CdTe Nanocrystals: An Alternative to Organometallic Synthetic Routes. J. Phys. Chem. B, 2002, vol. 106, no. 29, pp. 7177-7185. DOI:https://doi.org/10.1021/jp025541k.

27. Mandal A., Tamai N. Luminescence enhancement of water soluble CdTe quantum dots by proper surface modification with ethylene diamine. Chem. Phys. Let., 2011, vol. 507, pp. 248-252. DOI:https://doi.org/10.1016/j.cplett.2011.03.086.

28. Park J.C., Choi S.Y., Yang M.Y., Nan L., Na H., Lee H.N., Chung H.J., Hong C.A., Nam Y.S. Subnanomolar FRET-Based DNA Assay Using Thermally Stable Phosphorothioated DNA-Functionalized Quantum Dots. ACS Appl. Mater.Interface, 2019, vol. 11, no. 37, pp. 33525-33534. DOI:https://doi.org/10.1021/acsami.9b07717.

29. Xua N., Piaoa M., Arkina K., Rena L., Zhanga J., Haoa J., Zhenga Y., Shanga Q. Imaging of water soluble CdTe/CdS core-shell quantum dots in inhibiting multidrug resistance of cancer cells. Talanta, 2019, vol. 201, pp. 309-316. DOI:https://doi.org/10.1016/j.talanta.2019.04.021.

30. Li L., Qian H., Ren J. Rapid synthesis of highly luminescent CdTe nanocrystals in the aqueous phase by microwave irradiation with controllable temperature. Chem.Comm., 2005, vol. 36, no. 4, pp. 528-530. DOI:https://doi.org/10.1039/b412686f.

31. He Y., Sai L.-M., Lu H.-T., Hu M., Lai W.-Y., Fan Q.-L., Wang L.-H., Huang W. Microwave-Assisted Synthesis of Water-Dispersed CdTe Nanocrystals with High Luminescent Efficiency and Narrow Size Distribution. Chem. Mater., 2007, vol. 19, no. 3, pp. 359-365. DOI:https://doi.org/10.1021/cm061863f.

32. Duan J., Song L., Zhan J. One-Pot Synthesis of Highly Luminescent CdTe Quantum Dots by Microwave Irradiation Reduction and Their Hg2+-Sensitive Properties. NanoRes., 2009, vol. 2, no. 1, pp. 61-68. DOI:https://doi.org/10.1007/s12274-009-9004-0.

33. Bao H., Wang E., Dong S. One-Pot Synthesis of CdTe Nanocrystals and Shape Control of Luminescent CdTe-Cystine Nanocomposites. Small, 2006, vol. 2, no. 4, pp. 476-480. DOI:https://doi.org/10.1002/smll.200500346.

34. Kinia S., Kulkarnia S.D., Ganigaa V., Nagarakshit T.K., Chidangila S. Dual functionalized, stable and water dispersible CdTe quantum dots: Facile, one-pot aqueous synthesis, optical tuning and energy transfer applications. Mater. Res. Bulletin, 2019, vol. 110, pp. 57-66. DOI:https://doi.org/10.1016/j.materresbull.2018.10.013.

35. Yu W.W., Qu L., Guo W., Peng X. Experimental determination of the extinction coefficient of CdTe, CdSe, and CdS nanocrystals. Chem. Mater., 2003, vol. 15, no. 14, pp. 2854-2860. DOI:https://doi.org/10.1021/cm034081k.

Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 International

© rusjbpc.ru
Поддержка Powered by Editorum,  Инструкции
Войти или Создать
* Забыли пароль?