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新型生物芯片固定化技術的研究與應用

批準號21202137 學科分類蛋白質和多肽化學生物學 ( B070201 )
項目負責人孫紅燕 負責人職稱副研究員 依托單位香港城市大學深圳研究院
資助金額25.00
萬元
項目類別青年科學基金項目 研究期限2013 年 01 月 01 日 至
2015 年 12 月 31 日
中文主題詞生物芯片;固定化技術;多肽芯片;生物正交反應;蛋白芯片
英文主題詞microarray;immobilization technology;peptide array;bioorthogonal reaction;protein array

摘要

中文摘要 近二十年來,芯片技術取得了長足的發展,生物芯片的觸角延伸至許多領域,如醫學、藥物學、食品學、司法鑒定學等,生物芯片技術為這些領域帶來了巨大的創新機制與生命力。生物芯片的成功制備在很大程度上取決于芯片的固定化技術,我們致力于開發一項快速、高效且具備化學選擇性的新型生物芯片固定技術。根據研究方案,我們將把Src蛋白來源的磷酸化多肽固定在載體表面,并研究不同酪氨酸磷酸酶對這些多肽底物的去磷酸化能力,這一研究將為探索酪氨酸磷酸酶對Src來源的多肽底物選擇性和酪氨酸磷酸酶抑制劑的設計提供重要信息。另一方面,我們將把這一技術應用于蛋白質在芯片上的固定。我們將通過化學合成及分子生物學的手段實現Src蛋白的半合成,再將蛋白固定在芯片上,研究不同酪氨酸磷酸酶對蛋白底物的去磷酸化功能。通過該項研究,我們將能夠發現新的酪氨酸磷酸酶對Src蛋白活性的調控機制,為揭示細胞信號傳導提供關鍵信息。
英文摘要 The last 20 years has witnessed tremendous development in microarray technology. Microarray can be employed to screen virtually any type of molecules, including DNA, small molecules, proteins and even live cells and tissue. Recently microarray technology has found extensive applications in many fields such as medicine, pharmaceutical science, food science and forensic science. Immobilization technology plays a critical role in the successful preparation of biochip. The physical and chemical properties of the solid support surface affect the immobilization rate dramatically. Herein we seek to develop a fast, highly efficient and chemoselective method to immobilize biomolecules site specifically onto array. We plan to synthesize a focused phosphopeptide library, whose sequence is based on Src kinase. We will immobilize these peptides onto array and study their dephosphorylation activity against various protein tyrosine phosphatases(PTPs). This approach can potentially serve as a useful tool to discover new PTP substrate and provide useful information for inhibitor design. Lastly we want to apply this approach to immobilize proteins onto array. Through the combination of organic synthesis and molecular biology approach, we will generate a full length Src protein via semisynthesis strategy. Following that, we will immobilize this protein-based substrate onto array and study its substrate selectivity against various PTPs. This approach has significant scientific potential. It could lead to the discovery of new PTPs acting on Src kinase and provide comprehensive insight for elucidating the signalling transduction mechanism.
結題摘要 生物芯片是一門新興的科學領域,具有廣闊的發展前景,生物芯片技術為許多領域帶來創新機制與生命力。生物芯片的制備在很大程度上取決于芯片的固定化技術,在本項研究中,我們成功發展了一項基于1,2,4,5四嗪與反式環辛烯環加成反應的新型生物芯片固定化技術,這項固定化技術擁有快速、高效且具備化學選擇性的顯著特點。在該項研究中,我們亦發展了將四嗪引入小分子、多肽及蛋白的化學合成方法。芯片實驗表明,該固定化反應非常迅速和高效,可在數分鐘內完成,該項技術也具有普適性,可用于小分子、多肽及蛋白在芯片上的固定化。在此基礎上我們制備了多肽芯片,用于不同蛋白的表征,其芯片實驗結果顯示多肽與蛋白的相互作用具有良好的特異性,這一研究成果可以推廣到其它蛋白的底物特異性研究。此外,我們也通過化學合成及分子生物學的手段實現含四嗪的EGFP蛋白的半合成,再將蛋白固定在芯片上,實驗顯示該固定方法具有高度的專一性。鑒于該項技術的優點,我們預計這項固定化方法在芯片領域有著廣闊的研究前景和應用價值。

成果

序號 標題 類型 作者
1 Microarray immobilization of biomolecules using a fast trans-cyclooctene (TCO)-tetrazine reaction. 期刊 Chelsea YJ Tan|Huatang Zhang|Shao Q Yao|Hongyan Sun|
2 Recent Advances in Microarray Technologies for Proteomics 期刊 Hongyan Sun|Grace?Y.J. Chen|Shao?Q. Yao|
3 A facile colorimetric method for protease detection based on peptide induced gold nanoparticle aggregation. RSC Advance, 2014, 4, 6560-6563. 期刊 Ping Wang|Hon-Yeung Cheung|Mengsu Yang|Hongyan Sun|
4 A minimalist fluorescent probe for differentiatingCys, Hcy and GSH in live cells 期刊 Ping Wang|Shao Q. Yao|Zhengtao Xu|Hongyan Sun|
5 Site-specific immobilization of biomolecules by a biocompatible reaction between terminal cysteine and 2-cyanobenzothiazole. 期刊 Chen, Ganchao|Na, Zhenkun|Yao, Shao Q|Sun, Hongyan|

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