과학자들은 음파를 사용하여 합성 항체가 항원 표적에 얼마나 잘 결합하는지 테스트합니다.

2023년 6월 7일

이 기사는 Science X의 편집 과정 및 정책에 따라 검토되었습니다. 편집자들은 콘텐츠의 신뢰성을 보장하면서 다음 특성을 강조했습니다.

사실 확인된

동료 검토 출판물

신뢰할 수 있는 출처

교정하다

by 셀프레스

우리는 효소 반응, 항체 결합, 약물 반응을 포함한 필수 과정을 일시적인 단백질-단백질 결합에 의존합니다. 이러한 결합을 정확하게 특성화할 수 있는 능력은 잠재적 치료법의 성능을 테스트하는 데 중요하지만 현재 사용 가능한 방법은 단일 결합 수준에서 정보를 제공하거나 많은 수의 결합을 테스트하는 능력이 제한되어 있습니다.

6월 7일 생물물리학 저널(Biophysical Journal)에서 연구자들은 우리 몸 안에서 경험할 수 있는 것과 유사한 부하에서 단백질-단백질 결합의 강도와 지속 시간을 측정할 수 있는 보다 접근하기 쉬운 방법을 제시했습니다. 이 방법은 음파를 사용하여 결합된 단백질을 분리하고 DNA 끈을 사용하여 두 단백질을 서로 가깝게 유지하여 연결이 끊어진 후에도 다시 결합할 수 있도록 합니다. 이러한 혁신을 통해 동일한 단백질 결합을 최대 100회까지 재테스트할 수 있으며, 이는 분자가 노화됨에 따라 결합 강도가 어떻게 변하는지에 대한 귀중한 정보를 제공합니다.

"우리는 다양한 유형의 결합에 적용할 수 있을 만큼 충분히 모듈화되고, 합리적인 처리량을 가지며, 현재 광학 또는 자기 핀셋과 같이 매우 정교한 기술을 통해서만 사용할 수 있는 고분자 정밀도에 도달하는 방법을 제안하고 싶었습니다. 비전문가가 이해하기 어렵다"고 CNRS(Centre National de la Recherche Scientifique)의 생물물리학자이자 수석 저자인 Laurent Limozin은 말합니다.

이를 위해 Limozin 팀은 마르세유와 파리의 동료들과 협력하여 두 가지 기존 기술, 즉 많은 분자 쌍을 동시에 테스트할 수 있는 음향 힘 분광법과 동일한 결합을 반복적으로 테스트할 수 있는 DNA 스캐폴드를 결합했습니다.

음향 힘 분광학 동안 결합된 단백질 쌍이 액체로 채워진 챔버 내부에서 테스트됩니다. 단백질은 DNA의 한 가닥이 첫 번째 단백질을 챔버 바닥에 부착하고 다른 가닥이 두 번째 단백질을 작은 실리카 비드에 부착하도록 DNA 비계에 의해 구속됩니다. 연구원들이 음파로 챔버를 폭파하면 파도의 힘이 실리콘 비드와 이에 부착된 단백질을 챔버 바닥에서 끌어당깁니다. 힘이 충분히 강하면 이러한 당기는 작용으로 두 단백질 사이의 결합이 파열됩니다. 그러나 이 새로운 방법에서는 DNA의 세 번째 가닥이 결합이 끊어진 후에도 단백질을 서로 가깝게 유지하는 끈 역할을 합니다.

"우리 방법의 독창성은 양쪽에 있는 두 가닥 외에도 중간에 두 가닥을 연결하고 파열 시 단백질을 함께 유지하는 끈이 있다는 것입니다."라고 Limozin은 말합니다. "이 끈이 없으면 분리가 되돌릴 수 없지만 이를 통해 원하는 만큼 거의 여러 번 측정을 반복할 수 있습니다."

개념 증명으로 연구팀은 이 기술을 사용하여 생의학적 관심의 두 가지 단일 분자 상호작용, 즉 단백질과 면역억제제인 라파마이신 사이의 결합, 단일 도메인 항체와 HIV-1 항원 사이의 결합을 특성화했습니다.

연구자들은 현미경을 사용하여 결합과 파열의 이러한 주기를 관찰했습니다. 동일한 단백질-단백질 결합을 여러 번 테스트할 수 있다는 것은 분자적으로 동일한 쌍 간의 변형을 탐색하는 데 중요합니다. 또한 연구자들은 분자가 노화됨에 따라 이러한 상호 작용이 어떻게 변하는지 조사할 수 있으며, 이는 약물이나 항체의 반감기를 결정하는 데 중요할 수 있습니다.