フェロセン修飾タンパク質の可逆的で指向した固定化

タンパク質の固定化のために超分子化学を採用することは、刺激に対する可逆性と反応性を伴う魅力的な戦略です。フェロセンタグ付き黄色の蛍光タンパク質（FC-YFPS）の可逆的で指向した固定化とマイクロパッターリングβ-シクロデキストリン（βCD）分子プリントボードは、電気化学との組み合わせの表面プラズモン共鳴（SPR）分光法と蛍光顕微鏡を使用して特徴付けられました。タンパク質は、βCDとフェロセンの間の特定の超分子宿主ゲスト相互作用を通じて表面に組み立てられました。2つのYFPタンパク質間の動的共有ジスルフィドロックを適用すると、βCD表面との単独のフェロセン相互作用への切り替えが生じ、より安定したタンパク質の固定化が得られました。タンパク質の固定化のSPR滴定データは、1：1のLangmuirタイプモデルに適合し、K（LM）= 2.5×10（5）M（-1）およびK（I、S）= 1.2×10（-1）を生成します。単層。さらに、SPR結合実験は定性的にシミュレートされており、βCD単層への二価および単独の両方の方法でのFC-YFPの結合を確認しました。FC-YFPは、蛍光顕微鏡検査と原子間力顕微鏡測定を使用して明らかにされるように、均一な単層のβCD表面にパターン化することができます。蛍光顕微鏡イメージングとSPR測定の両方が、環状ボルタンメトリーとクロノペルメトリーを実行するin situ能力を使用して実行されました。これらの研究は、電気化学的酸化と還元時のβCD表面からのフェロセンタグ付きタンパク質の繰り返し脱着と吸着を強調しています。

Adopting supramolecular chemistry for immobilization of proteins is an attractive strategy that entails reversibility and responsiveness to stimuli. The reversible and oriented immobilization and micropatterning of ferrocene-tagged yellow fluorescent proteins (Fc-YFPs) onto β-cyclodextrin (βCD) molecular printboards was characterized using surface plasmon resonance (SPR) spectroscopy and fluorescence microscopy in combination with electrochemistry. The proteins were assembled on the surface through the specific supramolecular host-guest interaction between βCD and ferrocene. Application of a dynamic covalent disulfide lock between two YFP proteins resulted in a switch from monovalent to divalent ferrocene interactions with the βCD surface, yielding a more stable protein immobilization. The SPR titration data for the protein immobilization were fitted to a 1:1 Langmuir-type model, yielding K(LM) = 2.5 × 10(5) M(-1) and K(i,s) = 1.2 × 10(3) M(-1), which compares favorably to the intrinsic binding constant presented in the literature for the monovalent interaction of ferrocene with βCD self-assembled monolayers. In addition, the SPR binding experiments were qualitatively simulated, confirming the binding of Fc-YFP in both divalent and monovalent fashion to the βCD monolayers. The Fc-YFPs could be patterned on βCD surfaces in uniform monolayers, as revealed using fluorescence microscopy and atomic force microscopy measurements. Both fluorescence microscopy imaging and SPR measurements were carried out with the in situ capability to perform cyclic voltammetry and chronoamperometry. These studies emphasize the repetitive desorption and adsorption of the ferrocene-tagged proteins from the βCD surface upon electrochemical oxidation and reduction, respectively.