文獻(xiàn)：電荷密度調(diào)節(jié)產(chǎn)生的動(dòng)態(tài)受阻電荷熱點(diǎn)將球狀蛋白質(zhì)隔離到復(fù)雜的凝聚層中

鏈接：https://pubs.rsc.org/en/content/articlehtml/2023/sc/d3sc00993a

作者：Biplab KC b、 Teruki Nii a、 Takeshi Mori ac、 Yoshiki Katayama acdef和 Akihiro Kishimura 

節(jié)選：

蛋白質(zhì)隔離凝聚層中微環(huán)境的動(dòng)態(tài)行為

包括生物分子凝聚物在內(nèi)的凝聚聚合物溶液本質(zhì)上是粘彈性的，分析這種性質(zhì)有助于深入了解生物分子凝聚物在體內(nèi)情況下的功能。因此，凝聚層的液體狀或凝膠狀性質(zhì)應(yīng)與分子組裝體的動(dòng)態(tài)性質(zhì)相關(guān)，例如，凝聚層內(nèi)組成分子的流動(dòng)性。首先，評(píng)估了凝聚層液滴內(nèi)聚合物和蛋白質(zhì)相對(duì)于不同聚離子σ的流動(dòng)性。這闡明了隔離蛋白質(zhì)對(duì)凝聚層組成聚合物流動(dòng)性的影響。使用 Cy3 標(biāo)記的蛋白質(zhì)或聚合物進(jìn)行光漂白后熒光恢復(fù) (FRAP) 測(cè)量以探測(cè)凝聚層內(nèi)蛋白質(zhì)和聚陽離子的流動(dòng)性。令人驚訝的是，蛋白質(zhì)在載 BSA 凝聚層中的流動(dòng)性與在基于 PEG-P(Asp-Pr-OH) 和基于 PEG-P(Asp-Bu) 的凝聚層中的流動(dòng)性不同。對(duì)于 PEG-P(Asp-Pr-OH) 基凝聚層，隨著σ降低，BSA 的遷移率增強(qiáng)（圖 6）。對(duì)于 PEG-P(Asp-Bu) 基凝聚層，觀察到了相反的趨勢(shì)，即在σ較低的凝聚層中，BSA 的遷移率較慢。這種差異可以通過 PEG-P(Asp-Bu) 基凝聚層的較低相對(duì)介電常數(shù)來解釋，這會(huì)阻礙凝聚層中親水性較強(qiáng)的 BSA 的運(yùn)動(dòng)。在沒有蛋白質(zhì)的情況下，對(duì)一種支架聚合物 Cy3-PLL 的遷移率進(jìn)行測(cè)量，結(jié)果顯示，對(duì)于具有不同 σ 的 PEG-P(Asp-Pr-OH) 基和 PEG-P(Asp-Bu) 基凝聚層，遷移率僅略有差異（ ESI 圖 S34a ?）。相反，在BSA存在下，發(fā)現(xiàn)Cy3-PLL 在PEG-P(Asp-Bu) 中的遷移率明顯較低，且σ相對(duì)較低（σ = 0.52；ESI 圖 S34b ?）。這些結(jié)果表明，蛋白質(zhì)螯合后，凝聚層的動(dòng)態(tài)性質(zhì)可能會(huì)發(fā)生改變。特別是對(duì)于PEG-P(Asp-Bu)（σ = 0.52），可能發(fā)生了向凝膠化的相變，其中蛋白質(zhì)與支架聚合物化學(xué)部分的二次相互作用起著關(guān)鍵作用。在相對(duì)較高的離子強(qiáng)度條件（150 mM NaCl）下，BSA 的遷移率得到一定程度的恢復(fù)，表明疏水和親水微環(huán)境之間的平衡起著關(guān)鍵作用（ESI 圖 S35 ?）。值得注意的是，對(duì)于 β-半乳糖苷酶，在基于 PEG-P(Asp-Pr-OH) 和基于 PEG-P(Asp-Bu) 的凝聚層中，光漂白區(qū)域的蛋白質(zhì)熒光均未恢復(fù)，這與 β-半乳糖苷酶在凝聚層內(nèi)部的聚集相一致 (ESI 圖 S36 ?)。蛋白質(zhì)封存后液滴粘彈性質(zhì)的這種變化可能與生物凝聚物有關(guān)，因?yàn)榈鞍踪|(zhì)的不良分配會(huì)改變其性質(zhì)。

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Cy3-PLL

Cy5-PLL

Cy7-PLL

Cy3-PLL-PEG

Cy5-PLL-PEG

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PLL

PLL-FITC

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