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

科学领域:

• 生物化学和分子生物学
• 材料科学 材料科学 材料科学
• 生物技术是生物技术.

背景情况:

• 无细胞表达 (CFE) 允许快速蛋白质原型化,但缺乏细胞解质中的功能性检测,限制了查吞吐量.
• 高通量功能数据对于机器学习引导的蛋白质优化和标准化数据集至关重要.
• 现有的测定方法往往不适合在复杂,未经净化的CFE反应中直接使用.

研究的目的:

• 开发新的光探针,用于直接测量细胞自由表达 (CFE) 溶解体中的蛋白酶活性.
• 为了使CFE系统中的高通量选和蛋白酶活性的持续监测成为可能.
• 创建可适应各种酶活动的模块化探头.

主要方法:

• 基底蛋白与甲基纤维素包裹的单壁碳纳米管 (SWCNT) 的结合,以创建光探针.
• 使用 *Streptomyces griseus* 的细菌蛋白酶测试探头灵敏度和检测极限.
• 在未净化的CFE反应中应用探针,并在蛋白质合成过程中进行持续监测.
• 实施表面被动化技术,以提高复杂的溶盐环境中的探头稳定性.

主要成果:

• 开发了基于SWCNT的稳定和敏感的探针,用于低检测极限的蛋白质酶检测 (细菌蛋白质酶的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.
• 在纯化和酸盐基CFE系统中在合成过程中能够持续监测蛋白酶活性,而不会抑制表达.
• 表面被动化改善了探测器信号稳定性,并减少了复杂细胞溶解体中的初始信号损失.

结论:

• 光SWCNT探针提供了一种强大而敏感的方法,用于直接测量CFE溶解体中的蛋白酶活性.
• 这些探测器有助于高通量选和持续监测,推进蛋白质工程和优化.
• 探针的模块化性质允许调整以测试更广泛的水解酶.