Kuantum Noktacığı Lüsiferaz BRET Çiftinin DNA Bağlanıcı Proteinler Kullanılarak DNA İskelesi Üzerinde Montajına Dayalı Bir Nanobiyosensör Platformunun Geliştirilmesi

Proje Grubu: TÜBİTAK MAG Proje Sayfa Sayısı: 1 Proje No: 113M158 Proje Bitiş Tarihi: 01.04.2016 Metin Dili: Türkçe

Kuantum Noktacığı Lüsiferaz BRET Çiftinin DNA Bağlanıcı Proteinler Kullanılarak DNA İskelesi Üzerinde Montajına Dayalı Bir Nanobiyosensör Platformunun Geliştirilmesi

Öz:
Bir ışık proteiniyle floresan molekül arasında gerçekleşen enerji transferi olarak tanımlanan Biyolüminesans Rezonans Enerji Transferi (BRET)’e dayanan biyosensör platformları proteaz aktivitesi ölçümü, nükleik asit tayini, lenfatik görüntüleme ve fotodinamik terapi gibi amaçlar için başarıyla uygulanmıştır. Bu çalışmalarda donör-alıcı ikilisi olarak birbirine kovalent bağ ile bağlanmış lüsiferaz-kuantum noktacığı bileşenleri kullanılmıştır. DNA molekülü sahip olduğu yapısal ve fonksiyonel özellikleri açısından nanoteknolojik uygulamalar için ideal bir biyopolimer malzeme olarak ön plana çıkmaktadır. Bu proje kapsamında moleküler kendiliğinden düzenlenme prensibine dayalı olarak BRET donör-alıcı ikilisi olan lusiferaz-kuantum noktacığını, DNA bağlanıcı proteinler yoluyla bir DNA iskelesi üzerine monte etmek amaçlanmıştır. Alıcı molekül olarak streptavidin kaplı bir kuantum noktacığı kullanılarak, Nano-Tag peptidine bağlı bir DNA bağlanıcı protein yoluyla DNA iskelesi üzerinde konumlandırılmıştır. Proje, DNA bağlanıcı proteinler olan östrojen reseptör bileşeni CDC ve galaktoz metabolizmasından sorumlu Gal4 transkripsiyon faktörlerinin Renilla lusiferaz enzimi ve Nano-Tag peptidiyle hazırlanan füzyon proteinlerinin üretimiyle başlamış, fakat yeterli miktarda protein sağlanamaması üzerine platform in situ (hücre içi) kapsama taşınmıştır. Sensör bileşenlerini taşıyan MDA-MB-231 meme kanseri hucre hattında gerçekleştirilen çalışmalar sonucu ilke prensibi ispatına dayalı platformdan BRET sinyali elde edilmiştir. Elde edilen sinyal verimi (BRET oranı 0.2) bileşenlerin kovalent bağlı olduğu sistemlere oranla (0.3-0.6) daha düşüktür. Oluşturulan nanobiyosensör platformu rezonans enerji transfer veriminin iyileştirilmesi durumunda, özellikle DNA bağlanıcı ve modifiye edici moleküllerin (DBPler, Dnazlar, DNA metilazlar, vb.) aktivitelerini belirlemekte kullanılabilecek uygulama potansiyeline sahiptir.
Anahtar Kelime: kuantum noktacığı DNA biyolüminesans rezonans enerji transferi biyosensör nanobiyoteknoloji

Konular: Malzeme Bilimleri, Biyomalzemeler

Kuantum Noktacığı Lüsiferaz BRET Çiftinin DNA Bağlanıcı Proteinler Kullanılarak DNA İskelesi Üzerinde Montajına Dayalı Bir Nanobiyosensör Platformunun Geliştirilmesi

Öz:
Bioluminescence Resonance Energy Transfer (BRET) which is defined as the energy transfer between a light protein and fluorescence molecule, has been previously used in biosensor applications such as protease activity determination, nucleic acid detection, lymph node imaging and photodynamic therapy. In these applications, donor-acceptor pair (luciferase-quantum dot) has been covalently linked. DNA is an ideal biopolymer material for nanotechnology applications due to its structural and functional properties. Within the scope of this project, which is based on self-assembly principle, it was aimed to assemble the BRET donor-acceptor pair, luciferase-quantum dot, on a DNA scaffold using DNA binding proteins. As a donor molecule, a streptavidin-coated quantum dot was used and its localization on DNA was facilitated by a Nano-tag linked DNA binding protein. In the initial phase of the project, production of fusion protein constructs of DNA binding proteins CDC (an estrogen receptor component) and Gal4 (a transcription factor responsible for galactose metabolism) with Renilla luciferase and Nano-Tag peptide has started but due to the low protein yield, platform was carried to an in situ format. A BRET signal was obtained from the proof-of-principle platform which was constructed in MDA-MB-231 breast cancer cell line. The signal efficiency of the system (BRET ratio 0.2) was relatively poor when compared to the covalently linked BRET pairs (0.3-0.6). If the resonance energy transfer efficiency is improved, nanobiosensor platform described in this project may have an application potential for determination of the activity of DNA binding and modifying molecules such as transcription factors, DNAses and methylases.
Anahtar Kelime:

Konular: Malzeme Bilimleri, Biyomalzemeler
Erişim Türü: Erişime Açık
APA ÖZEN C, MUYAN M, -- (2016). Kuantum Noktacığı Lüsiferaz BRET Çiftinin DNA Bağlanıcı Proteinler Kullanılarak DNA İskelesi Üzerinde Montajına Dayalı Bir Nanobiyosensör Platformunun Geliştirilmesi. , 1 - 1. 113M158
Chicago ÖZEN Can,MUYAN Mesut,-- Kuantum Noktacığı Lüsiferaz BRET Çiftinin DNA Bağlanıcı Proteinler Kullanılarak DNA İskelesi Üzerinde Montajına Dayalı Bir Nanobiyosensör Platformunun Geliştirilmesi. (2016): 1 - 1. 113M158
MLA ÖZEN Can,MUYAN Mesut,-- Kuantum Noktacığı Lüsiferaz BRET Çiftinin DNA Bağlanıcı Proteinler Kullanılarak DNA İskelesi Üzerinde Montajına Dayalı Bir Nanobiyosensör Platformunun Geliştirilmesi. , 2016, ss.1 - 1. 113M158
AMA ÖZEN C,MUYAN M,-- Kuantum Noktacığı Lüsiferaz BRET Çiftinin DNA Bağlanıcı Proteinler Kullanılarak DNA İskelesi Üzerinde Montajına Dayalı Bir Nanobiyosensör Platformunun Geliştirilmesi. . 2016; 1 - 1. 113M158
Vancouver ÖZEN C,MUYAN M,-- Kuantum Noktacığı Lüsiferaz BRET Çiftinin DNA Bağlanıcı Proteinler Kullanılarak DNA İskelesi Üzerinde Montajına Dayalı Bir Nanobiyosensör Platformunun Geliştirilmesi. . 2016; 1 - 1. 113M158
IEEE ÖZEN C,MUYAN M,-- "Kuantum Noktacığı Lüsiferaz BRET Çiftinin DNA Bağlanıcı Proteinler Kullanılarak DNA İskelesi Üzerinde Montajına Dayalı Bir Nanobiyosensör Platformunun Geliştirilmesi." , ss.1 - 1, 2016. 113M158