Approcci di Functionalization del Suggerimento per le Misure Molecolari di Riconoscimento

Dagli Editori di AZoNano

Indice

Principi Chiave di Misure Molecolari di Riconoscimento
Fattori Da Considerare Durante il Suggerimento Functionalization
Punti In Questione nel Suggerimento Functionalization
     Amminazione Con Esterificazione e Silanization
     Animazione Attraverso lo Strato Monomolecolare Auto-Montato
     Introduzione della Molecola del Linker
Conclusioni
Bruker


Principi Chiave di Misure Molecolari di Riconoscimento

Le misure Molecolari del riconoscimento facendo uso del AFM sono basate sull'interazione fra due molecole. Una molecola è fissata al suggerimento del AFM mentre la seconda molecola è fissata alla superficie del campione (vedi i gruppi A e B di Figura 1). Il functionalization del Suggerimento è i parecchi punti chimici che piombo a fissare le molecole A al suggerimento del AFM.

Figura 1: Il suggerimento del AFM è esteso verso ed allora ritirato dalla superficie mentre la deformazione della trave a mensola è riflessa in funzione della distanza. La parte di ritrazione della curva (nel rosso) mostrerà tutta la forza di aderenza fra il suggerimento ed il campione. Nelle misure molecolari della forza del riconoscimento, le molecole del legante (A) sono fissate al suggerimento del AFM, mentre molecole del ricevitore (B) è presente sulla superficie del campione. L'Uso di una molecola del linker (per esempio PARITÀ) provoca un picco sciogliente curvo caratteristico mentre il linker allunga, permettendo all'identificazione più facile delle interazioni scioglienti specifiche fra A e la B (vedi la curva rappresentativa in inserzione).

Nella la figura 1 la metà giusta è una curva di forza-distanza. Il suggerimento in primo luogo è portato vicino alla superficie finché non stabilisca il contatto, quindi esercitante un caricamento positivo sulla superficie. Il suggerimento è ritirato indietro e durante questo atto, un picco discendente è probabile accadere nella curva di ritrazione. Ciò indica che l'aderenza ha avuto luogo fra il campione ed il suggerimento. L'aderenza del suggerimento-campione può essere calcolata se la costante della sensibilità e della sorgente di deformazione della trave a mensola è conosciuta.

L'Aderenza fra il suggerimento ed il campione è osservata solitamente mentre utilizza i suggerimenti non-functionalized. Differenziandosi fra l'interazione specifica desiderata e le interazioni non specifiche è spesso una sfida quando un suggerimento functionalized è usato per le misure molecolari del riconoscimento. Per sormontare questa sfida, le molecole intermedie hanno chiamato i linker o gli spazi sono usati fra la molecola A ed il suggerimento del AFM. La flessibilità del linker fornisce la mobilità alla molecola del legante per accedere al ricevitore obbligatorio.

Fattori Da Considerare Durante il Suggerimento Functionalization

Sebbene parecchie tecniche siano state utilizzate per fissare le molecole alle sonde del AFM, una serie di emissioni devono essere prese in considerazione:

  • La selezione di una sonda adatta del AFM è critica, i fattori chiave che sono nitidezza del suggerimento e della costante della sorgente della trave a mensola.
  • La selezione di chimica di functionalization del suggerimento è importante poiché la molecola del legante deve essere connessa al suggerimento in modo che la concentrazione obbligatoria fra il suggerimento e la molecola sia più dell'interazione fra il ricevitore di superficie e la molecola del legante.
  • Le Tecniche per fare diminuire la densità di superficie del legante sono cruciali per la misurazione degli eventi obbligatori singoli.
  • I Fattori quali la temperatura, la composizione nel buffer ed il pH devono essere appropriati durante la misura e fornire di punta il functionalization in moda da non alterare l'attività obbligatoria delle molecole obbligatorie.

Punti In Questione nel Suggerimento Functionalization

Il functionalization del Suggerimento comincia sempre con un suggerimento del nitruro di silicio o del silicio su una sonda del AFM. Due approcci comuni, vale a dire l'amminazione attraverso ad uno strato monomolecolare auto-montato basato a tiolo (SAM) e dirigono l'amminazione del suggerimento tramite esterificazione o il silanization è usato per selezionare un punto di partenza per il functionalization del suggerimento.

Amminazione Con Esterificazione e Silanization

I trattamenti di silanization e di esterificazione functionalize direttamente la sonda. La reazione di silanization ha luogo fra un gruppo del trichlorosilane nel reagente del silano e un gruppo del trichlorosilane nel reagente del silano. Ciò piombo allo sviluppo di un livello del organosilane, quindi formante le obbligazioni covalenti di Si-O-Si fra i legami idrogeni e le molecole del silano ed il suggerimento (si veda la Figura 2A). L'Amminazione può essere effettuata con esterificazione dalla reazione dei gruppi di silanol della superficie e dell'etanolammina.

Figura 2: Il primo punto del functionalization del suggerimento è generalmente di introdurre i gruppi dell'ammina (indicati qui come “X ") alla superficie del suggerimento. Tre metodi sono ampiamente usati: Trattamento di A) con i silani; B) esterificazione con etanolammina; e C) formazione di SAM facendo uso di chimica dell'tiolo-oro.

Animazione Attraverso lo Strato Monomolecolare Auto-Montato

Un SAM è generato con l'adsorbimento delle molecole del alkanethiol ad un suggerimento ricoperto oro secondo le indicazioni della Figura 2C. le sonde D'oro Rivestite possono essere riciclate sradicando tutte le molecole fissate. I gruppi tioalcool egualmente hanno un'alta affinità con oro ed assicurano nella formazione dell'interazione più forte del suggerimento-legante che l'interazione del legante-ricevitore. Le catene dell'acile del SAM generano una struttura imballata vicina che migliora la robustezza del functionalization del suggerimento. Tuttavia, questa tecnica ha bisogno delle sonde ricoperte oro di suggerimento-side AFM, che hanno grandi raggi e non sono universalmente disponibili.

Introduzione della Molecola del Linker

La fase seguente è l'introduzione delle molecole del linker. Questa fase egualmente offre il controllo sistematico densità di superficie delle molecole del legante'. Ciò può essere raggiunta utilizzando il SAM misto che contiene due generi di molecole con i vari gruppi terminali. Questa tecnica è usata per lo studio dell'interazione fra ciclodestrina e le molecole del ferrocene utilizzando un SAM misto. In questa fase, se d'oro tiolo SAM approccio è selezionato poi appropriato reagente come PARITÀ ()/NTA (acido N-Nitrilotriacetico) del polietilene glicole può essere usato per incorporare le molecole del linker e per formare il SAM. Nella Figura 3, la maggior parte del SAM consiste del trietilene-glicol-alchile-tiolo mentre il resto consiste del tiolo dell'NTA-trietilene-glicol-alchile. Il tetradentate NTA è probabile generare un complesso esagonale con i cationi del metallo. Quattro obbligazioni di chelazione sono formate con Ni2+ e le due obbligazioni sono usate per l'ottimizzazione dei gruppi dell'istidina. Quindi, una percentuale bassa del NTA-PARITÀ-tiolo salda con il legante. Il Parità-tiolo rimane inerte e limita la densità delle proteine sulla superficie del suggerimento.

Figura 3: Sams Misto è formato su un suggerimento d'oro rivestito. Soltanto una percentuale molto bassa di cosiddetti alkanethiols terminati NTA- stabilirà una chelazione con i cationi, che egualmente interagiranno con i gruppi di polyhistidine che appartengono ai peptidi o alle proteine.

Nell'altra tecnica, dove il suggerimento del nitruro di silicio o del silicio è amminico-functionalized con il ethanoloamine o i silani, una strategia differente è usata. In questa tecnica, l'estremità della PARITÀ della molecola una del linker reagisce con i gruppi amminici di superficie. Ciò permette che l'altra estremità leghi con la proteina. Le Società utilizzano vari linker della PARITÀ di heterobifunctional.

I linker Comunemente usati della PARITÀ sono indicati come Figura 4 e sono quotati in Tabella 1.

Figura 4: Reazioni Tipiche fra i suggerimenti chimicamente modificati del AFM ed alcuni amminoacidi (ASP = Aspartato, Glu = Glutammato, Ser = Serina, Thr = Teonina, Cys = Cisteina e Lys = Lisina).

Obiettivi obbligatori Comuni della Tabella 1. e gruppi reattivi di corrispondenza

Obiettivo Obbligatorio Gruppo Reattivo sulla PARITÀ Obbligazione formata
- COOH (carbonxyl)
     trovato in:
     aspartato
     glutammato
Ammina
(la reazione richiede l'attivazione con EDC)
o
idrossile
Ammide
o
estere
- NH2 (ammina)
     trovato in:
     lisina
     suggerimento trattato silano
     suggerimento trattato etanolammina
NHS - estere
o
carbossilico
Ammide
o
estere
- SH (solfidrilico)
     trovato in:
     cisteina
Maleimide
o
carbossilico
Tio - etere
o
tio - estere
- CHO (carbonilico)
     trovato in:
     carboidrati ossidati
Idrazide Idrazone
- l'OH (idrossile)
     trovato in:
     serina
     teonina
Carbossilico Estere
Avidina
     trovato in:
     proteine modificate avidina
Biotina obbligazione della Avitin-Biotina

Lo stadio finale del functionalization del suggerimento è la reazione del gruppo terminale con gli amminoacidi nella proteina della molecola del legante. In questa fase, i punti conosciuti non dovrebbero essere mirati a all'interno della sede del legame funzionale del legante per evitare i cambiamenti nella funzionalità.

Conclusioni

Questa nota ha analizzato le applicazioni e le strategie importanti del functionalization del suggerimento. I metodi sopra descritti sono usati per la mappatura molecolare del riconoscimento del forza-volume e le misure uniche della forza. L'insieme di Iniziale dei risultati indica che il functionalization del suggerimento sarà utile una volta usato con il modo della rappresentazione di PeakForce QNM, così permettere più di alta risoluzione, più velocemente e una mappatura molecolare più quantitativa di interazione.

Bruker

Le Superfici Nane di Bruker fornisce i prodotti Atomici del Microscopio della Forza/del Microscopio Sonda di Scansione (AFM/SPM) che stanno fuori da altri sistemi disponibili nel commercio per la loro progettazione e facilità di uso robuste, mentre mantenendo il più di alta risoluzione. La testa di misurazione di NANOS, che fa parte di tutti gli nostri strumenti, impiega un interferometro a fibra ottica unico per la misurazione della deformazione a mensola, che fa il compatto di impostazione così che è non più grande di un obiettivo standard del microscopio della ricerca.

Questi informazioni sono state originarie, esaminate ed adattate dai materiali forniti dalle Superfici Nane di Bruker.

Per ulteriori informazioni su questa sorgente visualizzi prego le Superfici Nane di Bruker.

Date Added: Apr 5, 2011 | Updated: Jan 23, 2014

Last Update: 23. January 2014 11:14

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