モジュール式および調節可能なタンパク質バイオセンサのデノボ設計
Alfredo Quijano-Rubio1,2, Hsien-Wei Yeh1, Jooyoung Park1,3
1Department of Biochemistry, Institute for Protein Design, University of Washington, Seattle, WA, USA.
Nature
|January 27, 2021
まとめ
科学者は新しいタンパク質の バイオセンサをデザインしました これらのモジュール式センサーは,SARS-CoV-2のスパイクタンパク質を含む様々な分析物質を検出し,臨床診断に高度な感度を持っています.
科学分野:
- タンパク質工学
- バイオセンサの開発
- 分子診断
背景:
- 自然に発生するタンパク質のスイッチは バイオセンサのために再設計することが困難です
- 既存のバイオセンサの開発は,モジュール化と設計のシンプルさで課題に直面しています.
研究 の 目的:
- 新しく設計されたタンパク質スイッチを使用して タンパク質ベースのバイオセンサの一般的なクラスを作成します
- 閉ざされたダーク状態と,分析物質の結合によって活性化される開いた発光状態を持つモジュラー分子装置を開発する.
主な方法:
- 新しく設計されたタンパク質スイッチの情報フローの逆転.
- ペプチド鍵結合を活用して 生物学的出力を誘発した
- 分析剤とセンサーの結合の熱力学的結合
主要な成果:
- 分析剤の結合時に,閉ざされた状態から開いた状態への発光状態の移行を持つモジュール式バイオセンサを開発した.
- BCL-2,IgG1Fc,HER2,ボツリン神経毒素B,心臓トロポニンI,および抗肝炎Bウイルス抗体の検出が実証された.
- SARS-CoV-2のスパイクタンパク質センサを作成し,検出限界は15 pMで,発光信号は50倍高い.
結論:
- デノボのタンパク質設計アプローチは,多様な分析剤のための非常に敏感なバイオセンサの迅速な構築を可能にします.
- このプラットフォームは,ソリューションで直接読み出す簡単なセンサ設計を提供します.
- 新しい状態のタンパク質システムを作るための de novo タンパク質設計の可能性を強調する.
