새로운 폴리펩티드

Scientific Reports 12권, 기사 번호: 6624(2022) 이 기사 인용

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생체분자 기능화 형광 금나노클러스터(AuNC)는 우수한 생체적합성, 안정적인 물리화학적 특성 및 상당한 비용 이점으로 인해 많은 주목을 받고 있습니다. Cu2+의 부적절한 농도는 다양한 질병을 유발할 수 있습니다. 본 연구에서는 BSA(소 혈청 알부민)를 주형으로 사용하여 알칼리성 수용액에서 AuNC를 합성했습니다. 그런 다음 펩타이드 CCYWDAHRDY가 AuNC에 결합되었습니다. 또한, Cu2+에 대한 합성된 CCYWDAHRDY-AuNCs 반응의 형광을 평가했습니다. 결과에 따르면 CCYWDAHRDY-AuNC는 Cu2+를 민감하게 감지할 수 있습니다. 프로브 시스템에 Cu2+를 첨가한 후 CCYWDAHRDY-AuNC의 형광이 꺼졌습니다. 검출 조건은 pH 6, 30 °C에서 10분 동안이었고, Cu2+ 농도와 형광 강도 사이의 선형 관계는 0.1 ~ 4.2 μmol/L 범위에서 양호했습니다. 회귀식은 y = − 105.9x + 693.68이었고 선형 상관 계수는 0.997이며 최소 검출 한계는 52nmol/L였습니다.

환경 시스템에 중금속 이온이 축적되면 환경과 인간 건강에 해를 끼칠 위험이 증가합니다1,2,3,4,5. 중금속 이온은 효소와 핵산을 쉽게 방해하고 유기체의 생물학적 활동을 변화시킬 수 있습니다6. Cu2+는 전이 금속으로서 생물학에서 중요한 역할을 하며 유기체의 건강을 유지하려면 Cu2+의 적절한 섭취가 필요합니다7,8. 그러나 Cu2+의 부적절한 농도는 다양한 질병을 유발할 수 있습니다. 예를 들어 빈혈과 시력 저하 등은 Cu2+ 부족으로 인한 증상이며, 과도한 Cu2+ 함량은 알츠하이머병과 파킨슨병의 악화를 가속화할 수 있습니다9,10,11,12,13. Cu2+는 토양과 물에 널리 분포되어 있으며 먹이사슬을 통해 인체에 쉽게 유입됩니다. Cu2+의 실시간 모니터링은 식품 안전 및 질병 예방을 위한 전제 조건입니다14,15. Cu2+16,17,18,19,20의 검출에는 형광 분광법, 비색법, 전기화학 분석 및 가스 크로마토그래피가 적용되었습니다. 형광 분석 기술은 높은 감도와 쉬운 조작, 빠른 검출 속도로 인해 많은 관심을 받고 있습니다. 나노물질과 형광 프로브의 개발로 금나노클러스터(AuNC)는 환경과 식품의 오염물질을 검출하기 위한 형광 센서로서 많은 연구자들의 주목을 받고 있습니다21,22.

AuNC는 수십 또는 수백 개의 금 원자로 구성되며 평균 입자 크기는 2nm 미만입니다. 전통적인 형광 염료 또는 단백질과 비교하여 AuNC는 화학적 불활성 및 초미세 크기로 인해 유기체의 활동에 거의 영향을 미치지 않고 높은 안정성, 낮은 독성 및 높은 생체 적합성과 같은 우수한 특성을 가지고 있습니다. 또한 AuNC는 더 큰 스톡 이동과 더 강한 형광 방출을 갖습니다. 다가 금속 양이온을 첨가하면 카르복실기와 금속 이온의 상호 작용으로 인해 AuNC 표면의 Au-S 결합이 끊어져 발광 소광이 발생합니다.

AuNC의 형광 특성은 적절한 리간드와 생체 적합성 지지체29,30를 사용하여 조정할 수 있습니다. 이전 연구에 따르면 AuNC는 단백질, 아미노산, 펩타이드, 티올, 핵산 및 기타 생체분자를 리간드로 사용하여 제조될 수 있으며, 이는 생체 적합성이 높고 생물학적 물질의 간섭 없는 검출에 사용할 수 있습니다. 34. 특히, 펩타이드는 특별한 3차원 구조, 조정 가능한 순서, 편리한 합성 및 경제적인 가격으로 인해 생체 적합성 및 기능성 금속 나노 클러스터를 합성하는 데 자주 사용됩니다. 예를 들어 Yuan과 동료들은 GSH 장쇄 펩타이드 핵산으로 보호된 Au25 NC를 전자가 풍부한 -COOH 및 -NH2 그룹과 비교하여 더 강한 발광을 생성했습니다. 시스테인(C)은 좋은 배위 능력을 갖고 티로신(Y)은 금속 이온을 환원하는 강력한 능력을 가지고 있습니다. C와 Y는 일반적으로 AuNC를 준비하기 위해 펩타이드 서열에 도입됩니다. 특정 펩타이드를 AuNC와 결합하여 매우 독성이 강한 이온을 빠르고 효과적으로 검출할 수 있습니다. 예를 들어, CCYR6H4-AuNCs 생물발광 센서는 검출 한계를 줄이고 물에서 Hg2+에 대한 선택성을 향상시킵니다.