Sådan spores og spores et protein:Nanosensorer overvåger intracellulære leveringer

Sporing af bevægelsen af ​​proteiner i celler er afgørende for at forstå forskellige cellulære processer, herunder signalveje, proteinhandel og organeldynamik. Nanosensorer, som er konstruerede partikler eller molekyler, der kan detektere og rapportere om specifikke biologiske hændelser, tilbyder kraftfulde værktøjer til at overvåge intracellulære leveringer af proteiner. Her er en oversigt over, hvordan nanosensorer kan bruges til at spore og spore proteiner:

1. Fluorescerende nanosensorer:

- Fluorescerende nanosensorer er konstruerede proteiner eller små molekyler, der udsender lys ved binding til målproteinet eller dets associerede molekyler.

- Disse nanosensorer er genetisk kodet eller kemisk syntetiseret til at indeholde en fluorofor, som udsender en specifik bølgelængde af lys, når den exciteres.

- Ved at fusionere nanosensoren til proteinet af interesse eller dets bindingspartnere, kan forskere visualisere og spore proteinets bevægelse i cellen ved hjælp af fluorescensmikroskopi.

- Forskellige fluorescerende nanosensorer kan bruges til at overvåge proteinlokalisering, interaktioner og dynamik i levende celler.

2. Bioluminescerende nanosensorer:

- Bioluminescerende nanosensorer udnytter enzymer, der producerer lys gennem kemiske reaktioner.

- Disse nanosensorer er gensplejset til at udtrykke luciferase eller andre lysemitterende enzymer, som genererer lys ved interaktion med specifikke substrater eller cofaktorer.

- Ved at fusionere nanosensoren til målproteinet kan forskere overvåge proteinlevering og lokalisering gennem bioluminescensbilleddannelse.

- Bioluminescerende nanosensorer giver overvågning i realtid af proteindynamik in vivo eller i dybe væv, hvor lysgennemtrængning er bedre end fluorescens.

3. Magnetic Resonance Imaging (MRI) nanosensorer:

- MR nanosensorer er partikler eller kontrastmidler, der kan detekteres og spores ved hjælp af magnetisk resonansbilleddannelse (MRI) teknikker.

- Disse nanosensorer indeholder magnetiske materialer, såsom jernoxidnanopartikler, gadoliniumkomplekser eller manganioner.

- Når de udsættes for et magnetfelt, genererer MRI-nanosensorer detekterbare signaler, der gør det muligt for forskere at visualisere og spore proteinlevering og lokalisering i realtid.

- MR nanosensorer er særligt nyttige til at overvåge proteindynamik i hele organismer eller væv, hvor optiske metoder er begrænsede.

4. Quantum Dot Nanosensorer:

- Kvanteprikker er halvledernanokrystaller, der udviser unikke optiske egenskaber, herunder afstembar fluorescensemission og høj lysstyrke.

- Quantum dot nanosensorer kan funktionaliseres med ligander eller antistoffer, der specifikt binder til målproteinet.

- Ved at konjugere kvanteprikker til proteinet af interesse kan forskere overvåge proteinhandel, interaktioner og lokalisering med høj følsomhed og rumlig opløsning.

- Quantum dot nanosensorer muliggør langsigtet sporing og billeddannelse af proteiner i levende celler.

5. Surface Plasmon Resonance (SPR) nanosensorer:

- SPR nanosensorer bruger princippet om overfladeplasmonresonans til at detektere og kvantificere proteininteraktioner i realtid.

- Disse nanosensorer består af en metalfilm, såsom guld eller sølv, belagt med et tyndt lag af en ligand eller antistof, der specifikt binder til målproteinet.

- Når målproteinet binder sig til nanosensoroverfladen, forårsager det et skift i SPR-signalet, som kan måles og kvantificeres.

- SPR nanosensorer bruges til at overvåge protein-protein-interaktioner, proteinbindingskinetik og proteinkonformationelle ændringer på nanoskala.

Ved at anvende nanosensorer kan forskere non-invasivt spore og spore proteiner i celler, hvilket giver værdifuld indsigt i proteinhandel, signalveje og cellulære dynamik. Valget af nanosensor afhænger af det specifikke protein af interesse, det cellulære miljø og den ønskede billeddannelse eller detektionsmodalitet.