抗生物質ラパマイシンの敏感な検出のためのクエンチリリース原理に基づくシグナルオンフルオロセンサー

抗生物質ラパマイシンは、最も一般的に使用される免疫抑制薬の1つであり、その抗がん活性にも関与しています。したがって、臓器移植または腫瘍治療後の血液濃度の決定は、医学において大きな関心事です。いくつかのラパマイシン検出方法がありますが、それらの多くは感度が限られている、および/または複雑な手順と長いアッセイ時間が必要です。ラパマイシンの新しい蛍光バイオセンサーとして、ここでは「Q'-body」を提案します。これは、抗体ベースのクエンチボディ（Q-ボディ）テクノロジーに触発された蛍光クエンチリリース原理で機能します。2つの相互作用するドメインFKBP12とFRBをリンクすることにより、ラパマイシンQ'ボディを構築しました。融合タンパク質は、それぞれ、細胞のない翻訳システムを使用して、蛍光色素ATTO520、テトラメチルホダミン、またはATTO590の1つで位置に組み込まれました。その結果、Q'ボディに由来する急速なラパマイシンの用量依存性蛍光の増加が観察されました。特に、0.65 nmの最も低い検出限界を持つATTO520の患者では、それはラパマイシンの新規蛍光バイオセンサーとしての有用性を示しています。

An antibiotic rapamycin is one of the most commonly used immunosuppressive drugs, and also implicated for its anti-cancer activity. Hence, the determination of its blood level after organ transplantation or tumor treatment is of great concern in medicine. Although there are several rapamycin detection methods, many of them have limited sensitivity, and/or need complicated procedures and long assay time. As a novel fluorescent biosensor for rapamycin, here we propose "Q'-body", which works on the fluorescence quench-release principle inspired by the antibody-based quenchbody (Q-body) technology. We constructed rapamycin Q'-bodies by linking the two interacting domains FKBP12 and FRB, whose association is triggered by rapamycin. The fusion proteins were each incorporated position-specifically with one of fluorescence dyes ATTO520, tetramethylrhodamine, or ATTO590 using a cell-free translation system. As a result, rapid rapamycin dose-dependent fluorescence increase derived of Q'-bodies was observed, especially for those with ATTO520 with a lowest detection limit of 0.65 nM, which indicates its utility as a novel fluorescent biosensor for rapamycin.