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Sfide di Microarray della proteina

Un microarray della proteina consiste dell'immobilizzazione delle proteine nelle righe organizzate e delle colonne sopra una struttura di sostegno. La struttura del microarray della proteina tiene conto l'analisi di alto-capacità di lavorazione delle funzioni e delle interazioni della proteina.

Credito: foto Shutterstock.com di scienza

Un uso a breve termine della tecnologia era per la rilevazione delle abilità obbligatorie della proteina. L'interazione fra due proteine è studiata collocando una proteina sulla schiera nei campioni multipli. Ogni campione poi è sondato con una proteina fluorescente contrassegnata, con le interazioni identificate da un punto fluorescente del campione. Le varie interazioni della proteina sono state studiate, compreso l'anticorpo-antigene che accoppia per l'uso nei sistemi diagnostici clinici.

I Microarrays permettono la produzione di alte quantità del campione ad una tariffa veloce con i costi di produzione economici. La tecnologia ha aumentato la facilità di manipolazione come pure il livello di riproducibilità. Mentre ci sono chiari vantaggi ai microarrays della proteina, la loro applicazione non è senza sfide.

Sfide ai microarrays di sviluppo della proteina

I microarrays della proteina sono stati sviluppati dal microarray più comunemente impiegato del DNA. I requisiti dei microarrays della proteina sono tuttavia più complessi ed hanno richiesto il materiale su misura dai microarrays classici del DNA per renderli adatti.

Le proteine sono vulnerabili a denaturazione attraverso i cambiamenti nel pH e nella temperatura. Ancora, mentre il DNA può essere vincolato semplicemente con un'interazione elettrostatica, le proteine hanno una carica superficiale più variabile, che significa che il materiale utilizzato per i microarrays del DNA deve adattarsi.

Per i microarrays dell'anticorpo, gli anticorpi devono rimanere attivi per legare all'analito sulla superficie. Ciò richiede un materiale di vincolo che conserva la fase attiva dell'anticorpo per i lungi periodi di tempo nello stoccaggio.

Un metodo di disposizione delle proteine dal punto di vista funzionale attive è immobilizzazione con legame covalente alla superficie regolare della lastra di vetro. I tipi di agenti di vincolo includono l'alluminio, l'oro ed i polimeri idrofili, che tutti si applicano come rivestimento alla superficie di sostegno della schiera.

Sfide alle concentrazioni di misura nella proteina

Poichè i microarrays della proteina forniscono la possibilità di analizzare le centinaia di interazioni fra gli anticorpi e gli antigeni su una schiera, la sfida delle concentrazioni di misura nelle proteine è stata introdotta. Ci può essere la variazione di sei volte delle concentrazioni nella proteina della entro-cella, in modo da significa che i metodi di rilevazione devono potere quantificare le concentrazioni nella proteina con differenti ordini di grandezza.

Un problema supplementare dei falsi negativi può anche essere prodotto dall'indagine di base sulle interazioni della proteina su una schiera. La coniugazione delle proteine su un microarray può cambiare la struttura d'profilatura della proteina, distruggente l'anticorpo-antigene che accoppia e che piombo così ad un risultato del falso negativo.

Superamento delle sfide sia nei microarrays del contrassegno che contrassegni contrassegno liberamente della proteina

La sfida per raffinare i microarrays della proteina per utilizzazione verso il livello di microarrays del DNA è corrente in corso. Ci ora sono due strategie per rilevazione di microarray della proteina: contrassegno contrassegno e contrassegno liberi.

i microarrays contrassegni Contrassegno usano il metodo tradizionale di contrassegno delle sonde attraverso i materiali quali le tinture fluorescenti o i radioisotopi. Al contrario, contrassegni la misura libera di microarrays i beni inerenti del campione della sonda, quale il suo Massachusetts. Sebbene i microarrays contrassegni contrassegno della proteina abbiano requisiti semplici dello strumento ed usino ampiamente - i reagenti disponibili, il trattamento di contrassegno possono alterare le caratteristiche di superficie della molecola in questione.

Lo sviluppo di un approccio contrassegno contrassegno evita l'interferenza alla molecola all'interno della sonda. L'applicazione di risonanza di superficie del plasmon (SPR) è un esempio di questa tecnica. Le proteine sono vincolate sul microarray con un sottile, rivestimento dell'oro collocato sulla struttura di superficie. La sonda adenoida della proteina poi si aggiunge e un cambiamento nell'angolo del riflesso di indicatore luminoso causato dall'interazione fra le due proteine è usato per rilevazione.

Rispetto ai metodi contrassegni contrassegno, la sensibilità e la specificità dei metodi adenoidi quale SPR sono più basse. Tuttavia, il loro potenziale per il perfezionamento (con la capacità di fornire informazioni quantitative sulla cinetica obbligatoria della proteina) significa che sempre più saranno utilizzate in futuro.

Esaminato vicino: Dott. Tomislav Meštrović, MD, PhD                                                                                                                                     

Sorgenti:

  1. http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0021967303007696
  2. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/15239896
  3. http://europepmc.org/abstract/med/15782547
  4. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/19953541

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Last Updated: May 24, 2019

Shelley Farrar Stoakes

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Shelley Farrar Stoakes

Shelley has a Master's degree in Human Evolution from the University of Liverpool and is currently working on her Ph.D, researching comparative primate and human skeletal anatomy. She is passionate about science communication with a particular focus on reporting the latest science news and discoveries to a broad audience. Outside of her research and science writing, Shelley enjoys reading, discovering new bands in her home city and going on long dog walks.

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