组成图示
点击图片查看大图 · 依据论文自动绘制
传感器类型
其他（光子晶体生物传感器）
检测对象
蛋白-蛋白相互作用（protein-protein interactions, PPIs）及小分子调节剂（SM-164、雷帕霉素 rapamycin）；样品基质：缓冲液/化合物筛选溶液（384孔板）
检测原理
光子晶体（PC）表面由亚波长聚合物光栅和TiO2构成，共振反射特定波长。链霉亲和素（SA）固定D-生物素-三NTA（BTN），负载Ni2+后螯合His6标签蛋白，形成捕获层。加入对应蛋白（如GST-XIAP、GST-FRB）后，蛋白-蛋白结合使界面质量或折射率增加，峰值波长值（PWV）发生偏移；偏移量随结合蛋白量、结合亲和力和结合状态变化。小分子调节剂（SM-164、雷帕霉素）通过抑制或促进结合改变PWV偏移，从而在384孔板中高通量识别调节剂。该过程无需荧光或抗体标记，直接以光学共振波长变化作为读出信号。
检测灵敏度
原文未报告LOD、线性范围、灵敏度斜率或R^2。
效应效果
该PC生物传感器无需抗体或荧光标记，兼容His6融合蛋白和商用384孔读板，适合高通量筛选。在320个化合物的“大海捞针”实验中，1 μM雷帕霉素可在50 μM筛选化合物背景下被明确识别；SM-164可显著抑制XIAP-caspase-9和XIAP-caspase-7结合，雷帕霉素可增强FKBP12-FRB结合。剂量响应给出IC50：SM-164为0.39 μM，SM-122为2.72 μM。用350 mM EDTA处理后可再生，重复5次结合/剥离仍保持结合能力；若复用5次，筛选200,000个化合物仅需少于20 mg BTN。作者认为该方法通用、低成本，可用于新型蛋白-蛋白相互作用调节剂的高通量发现。
传感器的构成
- 基底/换能器：光子晶体（PC）表面，亚波长聚合物光栅涂覆TiO2，共振反射单波长并随表面吸附变化
- 载体板：无底384孔板，承载PC片，用于高通量检测
- 表面固定层：链霉亲和素（SA）涂层，结合生物素化BTN
- 连接/螯合层：D-生物素-三NTA（BTN）与SA结合，负载Ni2+后螯合His6标签
- 捕获识别元件：His6标签蛋白（His6-caspase-9、His6-caspase-7、His6-FKBP12），固定于传感器表面
- 结合分析物：GST-XIAP或GST-FRB，与捕获蛋白发生蛋白-蛋白相互作用
- 信号读出：峰值波长值（PWV）偏移，无需荧光或抗体标记
中文摘要
小分子对蛋白-蛋白相互作用的抑制或增强具有重要价值，但高通量鉴定仍困难。现有方法包括ELISA、荧光偏振和SPR，但难以同时满足高通量与多事件检测。本文开发基于光子晶体（PC）生物传感器的高通量检测策略，仅需His6标签蛋白及其对应伴侣蛋白。PC表面由亚波长聚合物光栅涂覆TiO2构成，可共振反射单一波长，生物材料吸附会改变峰值波长值（PWV）。将PC片贴于无底384孔板并用链霉亲和素（SA）修饰后，通过D-生物素-三NTA（BTN）和Ni2+固定His6蛋白。实验证明His6-caspase-3/7/9和FKBP12可剂量依赖结合；GST-XIAP与caspase-7/9结合可被SM-164抑制，FKBP12-FRB结合需雷帕霉素增强。320个化合物的高通量“大海捞针”实验可识别1 μM雷帕霉素。传感器可用350 mM EDTA再生并重复使用5次，且可测定IC50。该方法无需抗体或荧光标记，适用于蛋白-蛋白相互作用调节剂筛选。
英文摘要
Inhibitors and activators of protein-protein interactions are valuable as biological probes and medicinal agents but are often difficult to identify. Herein we describe a high-throughput assay, based upon photonic crystal (PC) biosensors, for the identification of modulators of protein-protein interactions. Through the use of a d-biotin-tris-NTA (BTN) hybrid compound, any His6-tagged protein can be immobilized on the surface of a PC biosensor. Binding of the bound protein to its cognate partner is detected via a shift in the peak wavelength value. We demonstrate this assay with three protein-protein pairs (caspase-9-XIAP, caspase-7-XIAP, FKBP12-FRB) and their small molecule modulators.