Биохимия и аналитическая биохимия

Абстрактный

Последние достижения в понимании развития растений и связанных с ними процессов на основе поверхностного плазмонного резонанса

Прачи Джайн, Дхара Арора и Сатиш С. Бхатла

С момента своего появления в начале 1990-х годов SPR стал мощным исследовательским инструментом для изучения специфичности, сродства и кинетики в реальном времени широкого спектра биомолекулярных взаимодействий, включая взаимодействия белок-ДНК, белок-белок, белок-углевод, белок-РНК и белок-липид. Поверхностный плазмонный резонанс (SPR) предоставил важную информацию о механизмах молекулярных взаимодействий, сопровождающих различные аспекты развития растений. Взаимосвязь структуры и функции различных лектинов зависит от четвертичного расположения его мономеров. Были сделаны новые открытия в исследовании гормонов растений с использованием SPR в качестве метода. Так, в Arabidopsis были идентифицированы новые белки, связывающие салициловую кислоту (SABP). К ним относятся субъединица E2 α-кетоглутаратдегидрогеназы, S-трансферазы глутатиона, олигопептидазы TOP2 и TOP1, а также члены семейства белков GAPDH. За счет иммобилизации меченых биотином пептидов DELLA на сенсорном чипе и AtGID1a [рецептор гибберелловой кислоты (GA) Arabidopsis] в качестве аналита было обнаружено, что GA4 максимально усиливает связывание между DELLA и GID1. Метод обнаружения SPR с молекулярно отпечатанным монослоем (MIM) точно различает похожие растительные гормоны, такие как IAA, 1H-индол-3-масляная кислота (IBA) и кинетин (KT), с пределами обнаружения около субпикомолярного диапазона. Было показано, что Coronatine Insensitive-1 (COI1) действует как рецептор жасмоновой кислоты с использованием SPR. Рицин, растительный токсин, был обнаружен в концентрации в 2500 раз меньше минимальной летальной дозы (200 нг.мл-1) с использованием биосенсора SPR. Исследования кинетики связывания в реальном времени вирусных белков (VirE1 и VirE2) и одноцепочечной ДНК с использованием SPR показали, что их связывание сильно зависит от субстрата и происходит в последовательностях поли-T, а не поли-A и двухцепочечной ДНК. Взаимодействие между белком репликазы (p93) вируса некроза огурцов (CNV) с белком хозяина, Hsp 70 (молекулярный шаперон), выявило потенциальную роль Hsp90 в сборке вирусной репликазы. Анализ SPR из небольшой библиотеки фитохимических веществ показал, что эллагитаннин гераниин является одним из самых мощных ингибиторов Hsp90 (стабилизатор многих онкопротеинов). Будущие применения техники SPR, вероятно, внесут огромный вклад в молекулярное понимание развития растений и связанных с ними процессов.