2008年9月24日
科学家们伊利诺伊大学已经开发出一种新型的一次性,microplate-based光学生物传感器能够检测protein-DNA交互。
基于光子晶体的性质,生物传感器适用于快速识别protein-nucleic酸和蛋白质相互作用的抑制剂。
“Protein-DNA交互必不可少的基本细胞过程如转录、DNA损伤修复和细胞凋亡,”Paul Hergenrother说大学化学教授和一个附属的基因组生物学研究所。“筛查化合物抑制特定种类的protein-DNA绑定是药物开发的一个非常重要的一步。”
由布莱恩·坎宁安的美国电气和计算机工程教授,low-refractive-index聚合物光栅的光子晶体生物传感器是由涂有一层high-refractive-index氧化钛,在底部的一个标准的384孔酶标。每个函数作为一个小试管底部的生物传感器。
“首先,我们选择性地连接生物分子,如DNA,底部的。然后我们看到生物分子与其他分子的相互作用,包括药物,”坎宁安说。他也是大学贝克曼研究所隶属于微观和纳米技术实验室和基因生物学研究所。
通过分析光子晶体反射的光线,研究人员可以告诉当分子被添加到,或远离,晶体表面。测量技术可以被使用,例如,在一个迅速大规模筛选模式识别分子和化合物,防止dna蛋白质绑定。
研究人员展示了新技术通过检查两个非常不同的protein-DNA交互。第一次是细菌toxin-antitoxin系统MazEF, sequence-specific方式与DNA结合,被认为是负责维护resistance-encoding在某些传染性细菌质粒。第二个是人类的凋亡诱导因子(AIF),一种与染色体DNA结合蛋白质DNA-sequence-independent的方式。
光子晶体生物传感器技术进一步利用屏幕的抑制剂AIF-DNA交互,并通过此屏幕玫红酸三羧酸被认定为第一个体外AIF的抑制剂。
“金精三羧酸显示约80%抑制AIF-DNA绑定,“Hergenrother说。“金精只有三羧酸化合物表现出显著的抑制了大约1000种化合物筛选。”
虽然光子晶体生物传感器是只为protein-DNA互动展示的,类似的实验protein-RNA交互,和蛋白质的相互作用也可能,坎宁安说。“我们还可以在光子晶体生长癌细胞表面,看看不同的药物如何影响细胞生长。”