一種量子點(diǎn)標(biāo)記納米帶蛋白的方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種量子點(diǎn)標(biāo)記納米帶蛋白的方法，屬于納米生物【技術(shù)領(lǐng)域】。該方法是設(shè)計(jì)一種含有組氨酸的無(wú)規(guī)則卷曲的融合納米帶蛋白，并加入互補(bǔ)多肽，使納米帶蛋白的無(wú)規(guī)則卷曲序列轉(zhuǎn)化為剛性的螺旋式卷曲，使組氨酸都在螺旋式卷曲的一側(cè)，然后將螺旋式卷曲的蛋白與量子點(diǎn)混合，得到量子點(diǎn)標(biāo)記的復(fù)合物。該方法提高了蛋白與量子點(diǎn)結(jié)合的穩(wěn)定性，可以作為納米熒光探針廣泛應(yīng)用于生物標(biāo)記。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種量子點(diǎn)標(biāo)記納米帶蛋白的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及納米生物【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種量子點(diǎn)標(biāo)記納米帶蛋白的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]量子點(diǎn)(QDs)是一種零維半導(dǎo)體納米晶體，近似球形，直徑I~12nm，可分散于水或者有機(jī)溶劑中形成膠。與傳統(tǒng)的有機(jī)染料相比，QDs具有更優(yōu)異的光譜性質(zhì)，如激發(fā)光譜寬且連續(xù)分布，而發(fā)射光譜呈對(duì)稱(chēng)分布且寬度窄，顏色可調(diào)，并且光化學(xué)穩(wěn)定性高，不易光解(Marcel BJ, Mario M, Peter G, et al.Sciencel998, 281，2013-2016)。這些優(yōu)越的性能使QDs在體內(nèi)細(xì)胞成像和生物特定標(biāo)記等方面都得到了廣泛應(yīng)用，它正在并將日益成為分子細(xì)胞成像研究中非常重要的一種探針工具。
[0003]目前，在生物標(biāo)記中應(yīng)用最廣泛的是金屬有機(jī)溶劑法合成的脂溶性CdSe/ZnS量子點(diǎn)。因此，必須將脂溶性的QDs轉(zhuǎn)化成水溶性的QDs才能進(jìn)行生物標(biāo)記。而將脂溶性的QDs轉(zhuǎn)化成水溶性的QDs最常用的方法是先用巰基小分子(如巰基乙酸、巰基丙酸、谷胱甘肽、巰基丁二酸等)取代脂溶性QDs表面的配體，然后通過(guò)偶聯(lián)劑與生物分子偶聯(lián)?’另一種常用的QDs標(biāo)記生物分子的方法是與含有組氨酸標(biāo)簽的多肽或蛋白結(jié)合。QDs表面的Zn原子和多組氨酸殘基的金屬親和協(xié)調(diào)作用，含有組氨酸殘基的蛋白質(zhì)和多肽能夠直接接到QDs表面的Zn原子，這種方法具有很好的穩(wěn)定性，已逐漸成為生物標(biāo)記中一種常用的方法° Sapsford 等(Sapsford K.E., Pons T., Medintz 1.L., et al.J.Phys.Chem.C2007, 111，11528-11538)系統(tǒng)地研究了含組氨酸多肽與QDs之間的相互作用及結(jié)合常數(shù)等，6個(gè)組氨酸序列與QDs的結(jié)合速率是約100秒，Kd-1約為InM。到目前為止，仍未有人研究蛋白結(jié)構(gòu)的變化對(duì)量子點(diǎn)標(biāo)記的影響。因而，我們?cè)O(shè)計(jì)了一種含有組氨酸的無(wú)規(guī)則卷曲的納米帶蛋白，并利用互補(bǔ)多肽對(duì)其介導(dǎo)，使得納米帶蛋白結(jié)構(gòu)由無(wú)規(guī)則卷曲轉(zhuǎn)變?yōu)閯傂缘穆菪骄砬?，轉(zhuǎn)換后的納米 帶蛋白更易與量子點(diǎn)組裝，這一工作有利于為納米粒子設(shè)計(jì)蛋白配體。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是:為了研究蛋白結(jié)構(gòu)的變化對(duì)量子點(diǎn)標(biāo)記的影響，以及QDs標(biāo)記蛋白穩(wěn)定性差的問(wèn)題。
[0005]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種量子點(diǎn)標(biāo)記納米帶蛋白的方法，設(shè)計(jì)一種含有組氨酸的無(wú)規(guī)則卷曲的融合納米帶蛋白，并加入互補(bǔ)多肽，使納米帶蛋白的無(wú)規(guī)則卷曲序列轉(zhuǎn)化為剛性的螺旋式卷曲，使組氨酸都在螺旋式卷曲的一側(cè)，然后將螺旋式卷曲的蛋白與量子點(diǎn)混合，得到量子點(diǎn)標(biāo)記的復(fù)合物。
[0006]融合納米帶蛋白是由一個(gè)待標(biāo)記蛋白再加一段多肽序列構(gòu)成，例如，這段多肽序列是由5個(gè)Pepl通過(guò)脯氨酸連接。此時(shí)這段5個(gè)Pepl序列是無(wú)規(guī)則的，當(dāng)加入互補(bǔ)多肽后，即加入5倍分子量的互補(bǔ)多肽P印2后，這段序列從無(wú)規(guī)則變?yōu)槁菪骄砬?，就像一條帶一樣，即所謂的納米帶蛋白。通過(guò)脯氨酸連接的作用是能夠提供一個(gè)旋轉(zhuǎn)的角度，使其最終形成納米帶。
[0007]所述的P印I 的序列為 HK VAQLKHE NQALEHE VASLEHK VSAL (SEQ ID N0.1)。
[0008]所述的P印2 為 KEVQALEEK NAQLKEK VSALKKE VASLE (SEQ ID N0.2)。
[0009]由于形成螺旋式卷曲后，組氨酸在螺旋式卷曲一側(cè)，可同時(shí)與量子點(diǎn)結(jié)合，從而提高結(jié)合的穩(wěn)定性。
[0010]轉(zhuǎn)換后的納米帶蛋白與量子點(diǎn)結(jié)合后環(huán)繞在量子點(diǎn)表面。
[0011]本發(fā)明所述的量子點(diǎn)為含有Zn的量子點(diǎn)，如CdSe/ZnS、CdTe/ZnS、CdSe/ZnSe或者CdTe/ZnSe。
[0012]采用上述的技術(shù)方案后，本發(fā)明取得的有益效果是，本發(fā)明提供的一種量子點(diǎn)標(biāo)記納米帶蛋白的方法，操作方法簡(jiǎn)單，可重復(fù)性高，可改變蛋白結(jié)構(gòu)使其易與量子點(diǎn)結(jié)合，有利于為納米粒子設(shè)計(jì)新型蛋白配體，進(jìn)一步拓展了量子點(diǎn)一蛋白作為納米熒光探針在生物中的應(yīng)用。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0013]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。
[0014]圖1納米帶蛋白的系統(tǒng)說(shuō)明；(a)無(wú)規(guī)則卷曲的納米帶蛋白；(b)加入pep2 (KEVQALEEK NAQLKEK VSALKKE VASLE)形成螺旋式卷曲；(c)螺旋式卷曲的納米帶蛋白與QD組裝；(d)螺旋式卷曲結(jié)構(gòu)的螺旋輪描述顯示組氨酸都排布在螺旋式卷曲一面。
[0015]圖2螺旋式卷曲的 納米帶蛋白更易于量子點(diǎn)結(jié)合；a，無(wú)互補(bǔ)多肽；b，有互補(bǔ)多肽。
【具體實(shí)施方式】
[0016]實(shí)施例
[0017]本發(fā)明將就以下實(shí)施例作進(jìn)一步說(shuō)明，但應(yīng)了解的是，這些實(shí)施例僅為例示說(shuō)明之用，而不應(yīng)被解釋為本發(fā)明實(shí)施的限制。
[0018]實(shí)施例1
[0019]設(shè)計(jì)的融合納米帶蛋白，由兩部分組成:(l)mcherry突光蛋白；(2) 5個(gè)無(wú)規(guī)則卷曲多肽序列pepl通過(guò)脯氨酸連接，每個(gè)pepl包含4個(gè)組氨酸。當(dāng)加入多肽(pep2,KEVQALEEK NAQLKEK VSALKKE VASLE)后，納米帶蛋白的無(wú)規(guī)則卷曲序列轉(zhuǎn)換為螺旋式卷曲，使組氨酸都在螺旋式卷曲的一側(cè)，從而轉(zhuǎn)換后的蛋白更易與量子點(diǎn)發(fā)生組裝，環(huán)抱于量子點(diǎn)表面。
[0020]納米帶蛋白構(gòu)型的轉(zhuǎn)變
[0021]設(shè)計(jì)P印I為HK VAQLKHE NQALEHE VASLEHK VSAL，將5條p印I通過(guò)脯氨酸連接，與mcherry突光蛋白形成融合納米帶蛋白。
[0022]將5eq的P印2 (KEVQALEEK NAQLKEK VSALKKE VASLE)與納米帶蛋白混合，納米帶蛋白由原來(lái)的無(wú)規(guī)則卷曲轉(zhuǎn)變?yōu)閯傂月菪骄砬?圖1)。
[0023]所用量子點(diǎn)為發(fā)射波長(zhǎng)610nm的CdSe/ZnS量子點(diǎn)。
[0024]無(wú)規(guī)則卷曲的納米帶蛋白中的組氨酸隨機(jī)散落排布，而螺旋式卷曲的納米帶蛋白中的組氨酸都排布在螺旋式卷曲一面(圖1 (d))。
[0025]螺旋式卷曲的納米帶蛋白與量子點(diǎn)偶聯(lián)，偶聯(lián)后的蛋白剛好環(huán)繞于量子點(diǎn)表面(圖1(c))。而螺旋式卷曲的納米帶蛋白與量子點(diǎn)偶聯(lián)后，在610nm出現(xiàn)很明顯的FRET信號(hào)(圖2，曲線b)，因此證實(shí)螺旋式卷曲的納米帶蛋白比無(wú)規(guī)則卷曲的納米帶蛋白更易與量子點(diǎn)結(jié)合(圖2)。
[0026]實(shí)施例2
[0027] 所用量子點(diǎn)為發(fā)射波長(zhǎng)650nm的CdTe/ZnS量子點(diǎn)，其他步驟同實(shí)施例1。
[0028]實(shí)施例3
[0029]所用的融合蛋白為GFP熒光蛋白，其他步驟同實(shí)施例1。
[0030]通過(guò)上述三個(gè)實(shí)施例可以看出，本發(fā)明可以實(shí)現(xiàn)量子點(diǎn)與納米帶蛋白的快速結(jié)合,并且穩(wěn)定性高,操作方便。
[0031]以上述依據(jù)本發(fā)明的理想實(shí)施例為啟示，通過(guò)上述的說(shuō)明內(nèi)容，相關(guān)工作人員完全可以在不偏離本項(xiàng)發(fā)明技術(shù)思想的范圍內(nèi)，進(jìn)行多樣的變更以及修改。本項(xiàng)發(fā)明的技術(shù)性范圍并不局限于說(shuō)明書(shū)上的內(nèi)容，必須要根據(jù)權(quán)利要求范圍來(lái)確定其技術(shù)性范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種量子點(diǎn)標(biāo)記納米帶蛋白的方法，其特征在于，設(shè)計(jì)一種含有組氨酸的無(wú)規(guī)則卷曲的融合納米帶蛋白，并加入互補(bǔ)多肽，使納米帶蛋白的無(wú)規(guī)則卷曲序列轉(zhuǎn)化為剛性的螺旋式卷曲，使組氨酸都在螺旋式卷曲的一側(cè)，然后將螺旋式卷曲的蛋白與量子點(diǎn)混合，得到量子點(diǎn)標(biāo)記的復(fù)合物。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種量子點(diǎn)標(biāo)記納米帶蛋白的方法，其特征在于所述的融合納米帶蛋白是由待標(biāo)記蛋白再加一段多肽序列構(gòu)成，所述多肽序列包含一段pepl，pepl的序列為 HK VAQLKHE NQALEHE VASLEHK VSAL。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種量子點(diǎn)標(biāo)記納米帶蛋白的方法，其特征在于加入的互補(bǔ)多肽是 P印2，序列為 KEVQALEEK NAQLKEK VSALKKE VASLE。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種量子點(diǎn)標(biāo)記納米帶蛋白的方法，其特征在于所述多肽序列由5個(gè)P印I序列通過(guò)脯氨酸連接而成；加入的互補(bǔ)多肽是5個(gè)P印2。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種量子點(diǎn)標(biāo)記納米帶蛋白的方法，其特征在于:所述的量子點(diǎn)為含有Zn的量子點(diǎn)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種量子點(diǎn)標(biāo)記納米帶蛋白的方法，其特征在于:含有Zn的量子點(diǎn)是 CdSe/ZnS、CdTe/Z nS、CdSe/ZnSe 或者 CdTe/ZnSe。
【文檔編號(hào)】C07K1/13GK103483415SQ201310428686
【公開(kāi)日】2014年1月1日 申請(qǐng)日期:2013年9月18日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月18日
【發(fā)明者】王建浩, 蔣鵬舉, 邱琳, 王車(chē)禮, 李靜燕, 郭沛霖, 夏江 申請(qǐng)人:常州大學(xué)