蛍光標識は、無傷の細胞を持つタンパク質の結合動態にどのように影響しますか？

蛍光標識は、分子結合を検出するための主流技術です。重要性にもかかわらず、分子結合プロセスに対する標識の効果を定量的に調べることに専念している研究はほとんどありません。ここでは、表面プラズモン共鳴イメージング（SPRI）技術を使用して、細胞の膜上に糖タンパク質を使用した蛍光標識および非標識分子（レクチンタンパク質）の結合速度に関する定量的研究を提示します。この研究は、蛍光標識がタンパク質、特に関連プロセスの結合挙動に大きな影響を与えることを示しており、影響は蛍光ラベルの電荷に敏感に依存しています。さらに、細胞膜の不均一な表面電荷分布により、ラベルがプローブタンパク質の局所分布にも影響することを示しています。私たちの研究は、一般に蛍光標識が結合行動に影響することを示していますが、ラベルの適切な設計はその効果を最小限に抑えるのに役立ちます。

Fluorescent labeling is a mainstream technology for detecting molecular binding. Despite the importance, few studies have been devoted to quantitatively examine the effect of labeling on the molecular binding processes. Here we present a quantitative study on the binding kinetics of fluorescent-labeled and un-labeled molecules (lectin proteins) with glycoproteins on the membrane of cells using surface plasmon resonance imaging (SPRi) technique. The study shows that fluorescent labeling has a significant influence on the binding behaviors of proteins, especially the association processes, and the influence depends sensitively on the charge of fluorescent labels. It further shows that the labels also affect the local distribution of probe proteins, due to the inhomogeneous surface charge distribution of the cell membrane. Our work indicates that fluorescent labeling in general affects the binding behaviors, but proper design of the label will help to minimize its effect.