Home » Les chercheurs développent une nouvelle plateforme de spectroscopie Raman pour caractériser les PDI en solution diluée

Les chercheurs développent une nouvelle plateforme de spectroscopie Raman pour caractériser les PDI en solution diluée

by Les Actualites

Une illustration montrant le point chaud contrôlé par une pince à épiler optique pour la caractérisation structurale des protéines par spectroscopie Raman améliorée en surface. Crédit: Vince St.Dollente Mesias, Jinqing Huang / Université des sciences et technologies de Hong Kong

Il est difficile d’analyser des protéines à de faibles concentrations, en particulier pour celles dans un mélange de diverses conformations telles que les protéines intrinsèquement désordonnées (IDP). Une équipe de recherche dirigée par le professeur Huang Jinqing, professeur adjoint du département de chimie de l’Université des sciences et technologies de Hong Kong (HKUST), a développé la spectroscopie Raman couplée à des pinces optiques qui peut directement sonder les caractéristiques structurelles de l’alpha-synucléine, un IDP étroitement lié à la maladie de Parkinson, à la concentration physiologique en se concentrant sur des molécules de protéines individuelles.

Les personnes déplacées jouent un rôle important dans les processus biologiques et nombre d’entre elles sont associées à des maladies neurodégénératives incurables. En tant qu’IDP typique, l’alpha-synucléine n’a pas d’architecture 3D stable connue sous le nom de structures secondaires. Il subit spontanément des conversions d’une structure secondaire à une autre, ce qui pourrait éventuellement entraîner l’accumulation d’agrégats de protéines impliqués dans la pathologie de la maladie de Parkinson. Cependant, les espèces transitoires lors de la conversion possèdent diverses structures et existent en faible population dans un mélange d’équilibre dynamique. Par conséquent, leurs caractéristiques structurelles sont généralement enfouies sous les résultats de détection des techniques de mesure traditionnelles, qui font la moyenne des signaux détectés à partir de grandes quantités d’échantillons et d’une longue durée de détection.

Dans l’étude, le professeur Huang et ses collaborateurs intègrent des pinces optiques et une spectroscopie Raman améliorée en surface (SERS) dans une nouvelle plate-forme pour générer des améliorations SERS accordables et reproductibles avec une sensibilité au niveau d’une molécule unique dans des environnements aqueux, afin de caractériser ces PDI tout en maintenir leur hétérogénéité intrinsèque avec une grande importance biologique. Plus précisément, un hotspot peut être visualisé et contrôlé par des pinces optiques pour permettre aux protéines de passer dans une chambre à flux microfluidique, ce qui permet d’ajuster les paramètres de mesure en temps réel pour les caractérisations spectroscopiques in situ. Il identifie directement les caractéristiques structurelles des espèces transitoires de l’alpha-synucléine parmi ses monomères prédominants à une concentration physiologique de 1 μM en réduisant la moyenne de l’ensemble en quantité et dans le temps, fournissant un aperçu profond pour comprendre l’initiation de l’agrégation des protéines amyloïdes. Par conséquent, cette plate-forme SERS a un grand potentiel pour révéler les informations structurelles des PDI dans les systèmes biologiques dynamiques, hétérogènes et complexes.

HKUST développe une nouvelle plateforme de spectroscopie Raman pour caractériser les PDI en solution diluée

Illustration de la plate-forme de spectroscopie Raman couplée à des pinces optiques et des spectres SERS de l’alpha-synucléine à concentration physiologique montrant les variations structurelles issues de ses espèces transitoires. Crédit: Vince St.Dollente Mesias, Jinqing Huang / Université des sciences et technologies de Hong Kong

«Notre stratégie permet le contrôle précis du hotspot entre deux billes de silice recouvertes de nanoparticules d’argent piégées de taille micrométrique pour améliorer l’efficacité et la reproductibilité du SERS dans les détections aqueuses. À l’exception de l’amélioration SERS accordable, les pinces optiques intégrées offrent également un espace sous-nanométrique. résolution et sensibilité à la force sous-piconewton pour surveiller les interactions lumière-matière dans le hotspot plasmonique pour une compréhension physique supplémentaire. Plus important encore, notre méthode ouvre une nouvelle porte pour caractériser les espèces transitoires de PDI dans des solutions diluées, ce qui reste un défi majeur en biophysique En fin de compte, il sera passionnant d’exploiter pleinement la manipulation de force précise des pinces optiques intégrées pour déplier une seule protéine à l’intérieur du hotspot contrôlable et résoudre sa dynamique structurelle à partir des vibrations moléculaires endogènes par la spectroscopie Raman intégrée “, a déclaré le professeur Huang. .

L’étude a été récemment publiée dans la revue scientifique Communications de la nature.


Pince à épiler plasmonique: pour le piégeage optique à l’échelle nanométrique et au-delà


Plus d’information:
Xin Dai et al, point chaud contrôlé par des pinces optiques pour la caractérisation par spectroscopie Raman sensible et reproductible améliorée en surface des structures de protéines natives, Communications de la nature (2021). DOI: 10.1038 / s41467-021-21543-3

Fourni par l’Université des sciences et technologies de Hong Kong

Citation: Des chercheurs développent une nouvelle plateforme de spectroscopie Raman pour caractériser les PDI en solution diluée (2021, 28 avril) récupéré le 28 avril 2021 sur https://phys.org/news/2021-04-raman-spectroscopy-platform-characterize-idps.html

Ce document est soumis au droit d’auteur. En dehors de toute utilisation équitable à des fins d’étude ou de recherche privée, aucune partie ne peut être reproduite sans l’autorisation écrite. Le contenu est fourni seulement pour information.

You may also like

Leave a Comment

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.