单壁碳纳米管探针用于直接在无细胞表达反应中进行蛋白酶表征
Sepehr Hejazi1, Ryan Godin1, Vito Jurasic1
1Chemical and Biological Engineering - Iowa State University, 618 Bissell Rd, Ames, IA 50011.
bioRxiv : the preprint server for biology
|January 27, 2025
概括
光碳纳米管探针能够在无细胞系统中快速测量蛋白酶活性. 这一突破支持使用机器学习优化蛋白质的高通量选.
科学领域:
- 生物技术是生物技术.
- 生物化学 生物化学
- 材料科学 材料科学 材料科学
背景情况:
- 细胞自由表达 (CFE) 允许快速的蛋白质原型.
- 功能性分析的有限可用性阻碍了CFE中的高通量选.
- 标准化数据对于机器学习引导的蛋白质优化至关重要.
研究的目的:
- 开发新的光探针,用于在无细胞溶解体中直接测量蛋白酶活性.
- 为了提高无细胞蛋白质表达系统中的功能屏幕的吞吐量.
主要方法:
- 将基底蛋白结合到甲基纤维素包裹的单壁碳纳米管 (SWCNTs).
- 使用SWCNT探针在复杂的细胞溶解体环境中检测敏感蛋白酶.
- 采用表面被动化技术来提高探头的稳定性和减少信号损失.
主要成果:
- 开发了基于SWCNT的稳定和敏感的蛋白酶探针,其检测极限为6.4 ng/mL.
- 在未净化CFE反应中成功测量了细素活性,其表现优于商业试验.
- 能够在CFE系统中在蛋白质合成过程中持续监测蛋白酶活性,而不会影响表达.
结论:
- 光SWCNT探针是直接测量无细胞溶解酸中蛋白酶活性的有效工具.
- 这些模块化探头可方便高通量选和优化蛋白酶和其他酶.
- 开发的探测器推动了为蛋白质工程创建标准化序列到功能数据集的创建.
