Кинетический анализ исключения
 | Эта статья могла быть создана или отредактирована в обмен на нераскрытые платежи Википедии , что является нарушением условий использования . Может потребоваться очистка в соответствии с политикой Википедии в отношении контента , особенно с нейтральной точки зрения . ( сентябрь 2021 г. ) |
Анализ кинетического исключения ( KinExA ) — это тип биоанализа , в котором раствор, содержащий рецептор , лиганд и комплекс рецептор-лиганд, кратковременно подвергается воздействию дополнительного лиганда, иммобилизованного на твердой фазе. [1] [2]
Описание
[ редактировать ]Во время анализа часть свободного рецептора захватывается твердофазным лигандом и впоследствии метится флуоресцентной вторичной молекулой (рис. 1). [1] [2] Малое время контакта с твердой фазой не позволяет провести значительную диссоциацию заранее образовавшихся комплексов в растворе. [3] Таким образом, диссоциация раствора «кинетически исключается» из вклада в захваченный рецептор, и результирующий сигнал обеспечивает измерение количества свободного рецептора в растворе.
Измерение свободного рецептора как функции общего количества лигандов в серии равновесных растворов позволяет рассчитать равновесную константу диссоциации (K d ). [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] Измерение свободного рецептора в нескольких точках до достижения равновесия позволяет измерить константу скорости ассоциации (k on ). Скорость отключения (k off ) также можно измерить напрямую, однако обычно она рассчитывается на основе измеренного K d и измеренного k on , (k off = K d * k on ).
Анализы кинетического исключения использовались для измерения K d в наномолярном и фемтомолярном диапазоне. [4] [5] [6] [7] [9] [10]
Приложения
[ редактировать ]
Поскольку флуоресцентная вторичная молекула применяется после захвата свободного рецептора из раствора (рис. 2), константы связывания, измеренные с помощью анализа кинетического исключения, относятся к немодифицированным молекулам в растворе и, таким образом, более точно отражают эндогенные взаимодействия связывания, чем методы, требующие модификации (обычно мечение или иммобилизация) перед измерением. [1] [2] Анализы кинетического исключения проводились с использованием неочищенных молекул, [4] [5] вечером [7] и измерили связывание с белками клеточной мембраны на интактной цельной клетке. [8] [11] что приближает измеренные взаимодействия связывания к их эндогенному состоянию.
Молекулы, подходящие для измерения с помощью KinExA, — это антитела . [4] [7] [12] [13] [14] рекомбинантные белки , [15] [16] [17] маленькие молекулы, [6] [18] [19] [20] аптамеры , [21] [22] липиды, [23] [24] нанотела , [25] и токсины. [12] [26] [27]
Кинетический анализ исключения также применялся для концентрационного иммуноанализа , где было доказано, что он способен обеспечить максимальную теоретическую Kd . чувствительность, ограниченную [28] [29] Пример этого метода был использован для чувствительного обнаружения загрязнителей окружающей среды практически в реальном времени. [30]
Стандартный равновесный анализ сродства
[ редактировать ]Готовят серию образцов с одинаковой концентрацией рецептора (R), но в которых титруют концентрацию лиганда (L ) . После достижения равновесия каждый образец измеряется путем пропускания его через колонку (рис. 2).
Для обратимого связывания 1:1 равновесие Kd определяется как
(1) K d ≡k выкл. /k вкл. =R*L/RL
связывание обратимо, поэтому сохранение массы можно записать как
(2) R Т = R+RL
(3) L Т = L +RL
Где:
K d = равновесная константа диссоциации
k on = константа прямого курса
k off = константа обратной скорости
R = концентрация свободного рецепторного сайта в равновесии
L = концентрация свободных лигандных участков в равновесии
RL = равновесная концентрация комплекса
R T = общая концентрация рецепторов
L T = общая концентрация лиганда
Простое уравнение [1] [2] связывание свободной фракции R (=R/RT T ) с K d и L T затем согласовывается с измеренными данными, чтобы найти K d взаимодействия.
Анализ констант скорости
[ редактировать ]Для измерения констант скорости известные концентрации рецептора и лиганда смешивают в растворе, и количество свободного рецептора повторно измеряют с течением времени по мере того, как происходит реакция в фазе раствора. Затем временной ход истощения свободных рецепторов соответствует стандартному бимолекулярному уравнению скорости.
(4) d LR /d t = k на ∙R∙L - K d ∙k на ∙RL
где K d * k on заменено на k off .
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б с д и Блейк, Роберт С.; Павлов Андрей Р.; Блейк, Дайан А. (1999). «Автоматизированные анализы кинетического исключения для количественной оценки взаимодействий связывания белков в гомогенном растворе». Аналитическая биохимия . 272 (2): 123–134. дои : 10.1006/abio.1999.4176 . ПМИД 10415080 .
- ^ Jump up to: а б с д и Дарлинг, Райан Дж.; Бро, Пьер-Александр (2004). «Технология кинетического исключения анализа: характеристика молекулярных взаимодействий» . АНАЛИЗА и технологии разработки лекарств . 2 (6): 647–657. дои : 10.1089/adt.2004.2.647 . ISSN 1540-658X . ПМИД 15674023 .
- ^ Jump up to: а б Гласс, Томас Р.; Винзор, Дональд Дж. (2014). «Подтверждение достоверности текущей характеристики иммунохимических реакций методом кинетического исключения». Аналитическая биохимия . 456 : 38–42. дои : 10.1016/j.ab.2014.04.011 . ПМИД 24751468 .
- ^ Jump up to: а б с д Пчела, Кристина; Абдиче, Ясмина Н.; Стоун, Донна М.; Кольер, Сьерра; Линдквист, Кевин С.; Пинкертон, Аланна С.; Понс, Жауме; Раджпал, Арвинд (30 апреля 2012 г.). «Изучение динамического диапазона анализа кинетического исключения при характеристике взаимодействий антиген-антитело» . ПЛОС ОДИН . 7 (4): e36261. Бибкод : 2012PLoSO...736261B . дои : 10.1371/journal.pone.0036261 . ISSN 1932-6203 . ПМК 3340344 . ПМИД 22558410 .
- ^ Jump up to: а б с Ратанасвами, Паланисвами; Ричмонд, Карен; Манчуленко, Кэти; Фольц, Ян Н. (1 июля 2011 г.). «Кинетический анализ неочищенных нативных антигенов, доступных в очень низких количествах и концентрациях» . Аналитическая биохимия . 414 (1): 7–13. дои : 10.1016/j.ab.2011.02.034 . ISSN 1096-0309 . ПМИД 21371417 .
- ^ Jump up to: а б с Лугинбюль, Беатрис; Каньо, Золтан; Джонс, Р. Марк; Флеттерик, Роберт Дж.; Прусинер, Стэнли Б.; Коэн, Фред Э.; Уильямсон, Р. Энтони; Бертон, Деннис Р.; Плюктун, Андреас (13 октября 2006 г.). «Направленная эволюция фрагмента scFv антиприонного белка до аффинности 1 пМ и ее структурная интерпретация» . Журнал молекулярной биологии . 363 (1): 75–97. дои : 10.1016/j.jmb.2006.07.027 . ISSN 0022-2836 . ПМИД 16962610 .
- ^ Jump up to: а б с д Пчела, Кристина; Абдиче, Ясмина Н.; Понс, Жауме; Раджпал, Арвинд (6 ноября 2013 г.). Кавери, Шринивас (ред.). «Определение аффинности связывания терапевтических моноклональных антител с их нативными неочищенными антигенами в сыворотке человека» . ПЛОС ОДИН . 8 (11): е80501. Бибкод : 2013PLoSO...880501B . дои : 10.1371/journal.pone.0080501 . ISSN 1932-6203 . ПМЦ 3819287 . ПМИД 24223227 .
- ^ Jump up to: а б Ратанасвами, Паланисвами; Бэбкук, Джон; Галло, Майкл (1 февраля 2008 г.). «Измерения высокоаффинного связывания антител с антигенами, экспрессируемыми на клеточной поверхности» . Аналитическая биохимия . 373 (1): 52–60. дои : 10.1016/j.ab.2007.08.014 . ISSN 0003-2697 . ПМИД 17910940 .
- ^ Ратанасвами, Паланисвами; Роалстад, Шелли; Роскос, Лорин; Су, Цяоцзюань Джейн; Лэки, Стив; Бэбкук, Джон (9 сентября 2005 г.). «Демонстрация in vivo полностью человеческого моноклонального антитела с субпикомолярным сродством к интерлейкину-8» . Связь с биохимическими и биофизическими исследованиями . 334 (4): 1004–1013. дои : 10.1016/j.bbrc.2005.07.002 . ISSN 0006-291X . ПМИД 16038881 .
- ^ Кельчевская, Агнешка; Д'Анджело, Игорь; Амадор, Мария Шина; Ван, Тина; Судом, Афина; Мин, Сяошань; Ратанасвами, Паланисвами; Пиготт, Крейг; Фольц, Ян Н. (01 февраля 2022 г.). «Разработка мощного высокоаффинного человеческого терапевтического антитела посредством нового применения созревания аффинности на основе рекомбинационной сигнальной последовательности» . Журнал биологической химии . 298 (2): 101533. doi : 10.1016/j.jbc.2021.101533 . ПМЦ 8808179 . ПМИД 34973336 .
- ^ Се, Лэй; Марк Джонс, Р.; Гласс, Томас Р.; Навоа, Райман; Ван, Ян; Грейс, Майкл Дж. (2005). «Измерение константы функционального сродства моноклонального антитела к рецепторам клеточной поверхности с использованием кинетически-эксклюзионного флуоресцентного иммуноанализа» . Журнал иммунологических методов . 304 (1–2): 1–14. дои : 10.1016/j.jim.2005.04.009 . ISSN 0022-1759 . ПМИД 16098983 .
- ^ Jump up to: а б Фань, Юнфэн; Бараш, Джейсон Р.; Лу, Цзяньлун; Конрад, Фрейзер; Маркс, Джеймс Д.; Арнон, Стивен С. (01 марта 2016 г.). «Иммунологическая характеристика и нейтрализующая способность моноклональных антител, направленных против ботулинического нейротоксина типа H» . Журнал инфекционных болезней . 213 (10): 1606–1614. дои : 10.1093/infdis/jiv770 . ISSN 0022-1899 . ПМЦ 4837907 . ПМИД 26936913 .
- ^ Кёк, К; Пан, WJ; Гоу, Дж. М.; Хорнер, MJ; Гиббс, JP; Кольбер, А; Голец, Ти Джей; Ньюхолл, Кей Джей; Рис, Вашингтон; Солнце, Ю; Чжан Ю (15 декабря 2014 г.). «Доклиническая разработка AMG 139, человеческого антитела, специфически нацеленного на IL-23» . Британский журнал фармакологии . 172 (1): 159–172. дои : 10.1111/bph.12904 . ISSN 0007-1188 . ПМК 4280975 . ПМИД 25205227 .
- ^ Тебризи, Мохаммед А.; Борнштейн, Гади Газит; Клакамп, Скотт Л.; Дрейк, Эндрю; Найт, Ричард; Роскос, Лорин (2009). «Трансляционные стратегии разработки моноклональных антител от открытия до клиники» . Открытие наркотиков сегодня . 14 (5–6): 298–305. дои : 10.1016/j.drudis.2008.12.008 . ISSN 1359-6446 . ПМИД 19152840 .
- ^ Кариолис, Михалис С.; Мяо, Ю Ребекка; Джонс, Дуглас С.; Капур, Шивен; Мэтьюз, Иримпан И.; Джачча, Амато Дж.; Кокран, Дженнифер Р. (2014). «Спроектированный «рецептор-ловушка» Axl эффективно подавляет сигнальную ось Gas6/Axl» . Химическая биология природы . 10 (11): 977–983. дои : 10.1038/nchembio.1636 . ISSN 1552-4450 . ПМЦ 4372605 . ПМИД 25242553 .
- ^ Контерманн, Роланд, изд. (14 марта 2012 г.). Терапевтические белки: стратегии модуляции периода полураспада в плазме . Вайнхайм, Германия: Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA. дои : 10.1002/9783527644827 . ISBN 978-3-527-64482-7 .
- ^ Шампанское, Келли; Шишидо, Акира; Рут, Майкл Дж. (6 февраля 2009 г.). «Взаимодействие ингибирующего ВИЧ-1 пептида Т20 со спиральной спиралью gp41 N-HR» . Журнал биологической химии . 284 (6): 3619–3627. дои : 10.1074/jbc.M809269200 . ISSN 0021-9258 . ПМК 2635040 . ПМИД 19073602 .
- ^ Шиле, Феликс; ван Рин, Джоанн; Литценбургер, Тобиас; Риттер, Майкл; Силигер, Дэниел; Нар, Герберт (5 июня 2015 г.). «Оптимизация времени пребывания агента, обращающего дабигатран, с учетом структуры» . МАБ . 7 (5): 871–880. дои : 10.1080/19420862.2015.1057364 . ISSN 1942-0862 . ПМЦ 4622598 . ПМИД 26047352 .
- ^ Чиу, Ю.В.; Ли, QX; Кару, А.Е. (15 ноября 2001 г.). «Селективное связывание конгенеров полихлорированных дифенилов моноклональным антителом: анализ с помощью кинетически-эксклюзионного флуоресцентного иммуноанализа» . Аналитическая химия . 73 (22): 5477–5484. дои : 10.1021/ac0102462 . ISSN 0003-2700 . ПМИД 11816577 .
- ^ Блейк, Дайан А.; Чакрабарти, Пампа; Хосравиани, Мехрабан; Хэтчер, Фрэнк М.; Вестхофф, Конни М.; Гебель, Питер; Уайли, Дуэйн Э.; Блейк, Роберт К. (1 ноября 1996 г.). «Металлосвязывающие свойства моноклонального антитела, направленного к металл-хелатным комплексам» . Журнал биологической химии . 271 (44): 27677–27685. дои : 10.1074/jbc.271.44.27677 . ISSN 0021-9258 . ПМИД 8910359 . S2CID 35192838 .
- ^ Люнг, Элизабет; Рон, Трой; Фологеа, Дэниел (2018). «Количественная оценка взаимодействий белок-ДНК с помощью кинетического анализа исключения» . Биофизический журнал . 114 (3): 442а. Бибкод : 2018BpJ...114..442L . дои : 10.1016/j.bpj.2017.11.2445 .
- ^ Европейское патентное ведомство. «EP 2770058 A1 20140827 - Лиганд и способ обнаружения окадаиновой кислоты» . data.epo.org . Проверено 16 июля 2020 г.
- ^ Флеминг, Джонатан К.; Войчак, Джонатан М. (2017), Пебай, Алиса; Турксен, Курсад (ред.), «Измерение взаимодействия сфингозин-1-фосфата/белка с помощью анализа кинетического исключения» , Sphingosine-1-фосфат , vol. 1697, Нью-Йорк, штат Нью-Йорк: Springer New York, стр. 1–8, номер документа : 10.1007/7651_2017_5 , ISBN. 978-1-4939-7412-2 , PMID 28349502 , получено 16 июля 2020 г.
- ^ Флеминг, Джонатан К.; Гласс, Томас Р.; Лэки, Стив Дж.; Войчак, Джонатан М. (2016). «Новый подход к измерению связывания сфингозин-1-фосфата и лизофосфатидной кислоты с белками-носителями с использованием моноклональных антител и анализа кинетического исключения» . Журнал исследований липидов . 57 (9): 1737–1747. дои : 10.1194/jlr.D068866 . ISSN 0022-2275 . ПМК 5003157 . ПМИД 27444045 .
- ^ Веркманн, Д.; Буйс, Массачусетс; Дежагер, Л.; Корнелис, С.; Тудий, CS; Карсдал, Массачусетс; Ладел, К.; Геринг, Х.; Михаэлис, М.; Линдеманн, С. (2018). «Характеристика in vitro специфического нанотела ADAMTS-5® M6495» . Остеоартрит и хрящ . 26 : С178. дои : 10.1016/j.joca.2018.02.384 .
- ^ Лу, Цзяньлун; Вэнь, Вэйхуа; Конрад, Фрейзер; Мэн, Ци; Донг, Цзяньбо; Сунь, Чжэнда; Гарсиа-Родригес, Консуэло; Фарр-Джонс, Шона; Ченг, Луиза; Хендерсон, Томас; Браун, Дженнифер (15 февраля 2018 г.). «Одно триэпитопное антитело практически повторяет эффективность комбинации трех моноклональных антител в нейтрализации ботулинического нейротоксина серотипа А» . Токсины . 10 (2): 84. doi : 10.3390/toxins10020084 . ISSN 2072-6651 . ПМЦ 5848185 . ПМИД 29462889 . S2CID 3851016 .
- ^ Новаковски, А. Ван, К. Пауэрс, Д. Б. Амерсдорфер, П. Смит, Т. Дж. Монтгомери, В. А. Шеридан, Р. Блейк, Р. Смит, Л. А. Маркс, Дж. Д. (2002). «Мощная нейтрализация ботулинического нейротоксина рекомбинантными олигоклональными антителами» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 99 (17). Национальная академия наук: 11346–50. Бибкод : 2002PNAS...9911346N . дои : 10.1073/pnas.172229899 . OCLC 678733610 . ПМЦ 123259 . ПМИД 12177434 .
{{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ) - ^ Омура, Наоя; Лэки, Стив Дж.; Сайки, Хироши (2001). «Иммуноанализ небольших аналитов с теоретическими пределами обнаружения» . Аналитическая химия . 73 (14): 3392–3399. дои : 10.1021/ac001328d . ISSN 0003-2700 . ПМИД 11476240 .
- ^ Гласс, Томас Р.; Омура, Наоя; Сайки, Хироши (01 марта 2007 г.). «Наименьшая обнаруживаемая концентрация и динамический диапазон трех систем иммуноанализа, использующих одно и то же антитело» . Аналитическая химия . 79 (5): 1954–1960. дои : 10.1021/ac061288z . ISSN 0003-2700 . ПМИД 17256970 .
- ^ Ли, Синь; Кааттари, Стивен Л.; Фогельбейн, Мэри А.; Вадас, Джордж Г.; Унгер, Майкл А. (2016). «Высокочувствительный биосенсор на основе моноклональных антител для количественного определения полициклических ароматических углеводородов (ПАУ) с 3–5 кольцами в водных пробах окружающей среды» . Сенсорные и биосенсорные исследования . 7 : 115–120. дои : 10.1016/j.sbsr.2016.02.003 . ПМК 4767017 . ПМИД 26925369 .