多元变量方法在纳米-蛋白质-小分子互作光谱分析中的应用

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• 英文论文题名：Multivariate analysis for spectroscopic dynamic data of nano-protein-ligand interaction
• 论文作者：赵一雷 ; 任玺 ; 黄强
• 英文论文作者：Yi-Lei Zhao ; Xi Ren ; QiangHuang ; College of Life Sciences and Biotechnology ; Shanghai Jiao Tong University ; State Key Laboratory of Microbial Metabolism ; Joint International Research Laboratory of Metabolic & Developmental Sciences
• 年：2016
• 作者机构：上海交通大学生命科学技术学院;微生物代谢国家重点实验室;
• 论文关键词：多元变量分析 ; 蛋白质-纳米互作
• 会议召开时间：2016-07-01
• 会议录名称：中国化学会第30届学术年会摘要集-第二十五分会：化学信息学与化学计量学
• 语种：中文
• 分类号：O641.3;O657.3
• 学会代码：ZGHY
• 会议名称：中国化学会第30届学术年会-第二十五分会 ; 化学信息学与化学计量学
• 会议地点：中国辽宁大连
• 主办单位：中国化学会
• 学会名称：中国化学会
• 页数：1
• 文件大小：131k
• 原文格式：D
• 会议级别：全国

摘要

蛋白质与其他物质的互作在生物医学中扮演非常重要的角色,特别是它与纳米材料的动态结合在生物传感器领域具有广泛的应用前景。我们收集了不同浓度蛋白与金纳米材料相互作用的时间分辨等离子表面共振光谱,并用多元变量的方法对二维数据进行定量和定性分析。通过多级指数函数拟合的方法刻画结合动力学过程,并对拟合公式中的参数进行定量分析从而推算出两种高度同源的血清蛋白的不同动力学特征,揭示了蛋白质的表面电荷分布可能决定了结合构象偏好性。为了进一步地研究小分子对蛋白质纳米材料互作的影响,我们收集了三元体系的动力学实验数据,发现小分子可以介入到蛋白质与纳米材料的结合过程,产生完全不同的动力学特征,在其吸附动力学模型中出现组份数减少以及结合动力学曲线平滑化等现象。多变量分析方法和结合动力学的相结合实现了一种高效的二维动态光谱数据分析方法,这种数据处理能够用于纳米-蛋白质-小分子体系的相互作用模式和机制。
Interaction of protein and other substance plays an important role in biomedicine,especially with nano-materials.We collected LPRS data for different concentrations of proteins on gold nanoparticles,and carried out quantitative and qualitative analysis on the two-dimensional data with the multiple variables method.By fitting multi exponential functions,we rationalized binding characterization of two kinds of homologous serum proteins and revealedthat the surface charge distribution of proteins might determine conformational preference on the nanoparticles.In order to further study electrostatic effect in the interaction,we used additional ligand molecule to manipulate protein-nanointeraction.It is found that the ligandinvolvement can lead to completely different dynamic characteristics.In this case,adsorption kinetics model appears component number reduced,and kinetic curve smoothed.The combination of multivariate analysis and spectroscopic measurement realizes an efficient two-dimensional data analysis means,for mechanistic investigation of nano- protein- small molecule interaction.

引文

[1]Ren,X.;Zhao,Y.-L.*et al.Spectroscopy Letters(under revision)
    [2]Pan,T.;Zhao,Y.-L.*et al.Chinese Chemical Letters2014,25:983