Small and stable peptidic PEGylated quantum dots to target polyhistidine-tagged proteins with controlled stoichiometry

Autor: Roland Le Borgne, Victor Roullier, Mathieu Pinot, Fouzia Boulmedais, Maxime Dahan, Michèle Baudy-Floc’h, Valérie Marchi-Artzner, Françoise Vignaux, Aurélien Dif, Frédéric M. Coquelle, Samuel Clarke, Zoher Gueroui, Pierre Neveu
Přispěvatelé: Institut des Sciences Chimiques de Rennes (ISCR), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Rennes (ENSCR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA), Institut Charles Sadron (ICS), Université de Strasbourg (UNISTRA)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Réseau nanophotonique et optique, Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Matériaux et nanosciences d'Alsace (FMNGE), Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - 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Paris 6 (UPMC)-Département de Chimie - ENS Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de Génétique et Développement de Rennes (IGDR), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES), Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Rennes (ENSCR)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université de Strasbourg (UNISTRA)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Matériaux et Nanosciences Grand-Est (MNGE), Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Réseau nanophotonique et optique, Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université de Rennes (UR)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Fédération de recherche du Département de physique de l'Ecole Normale Supérieure - ENS Paris (FRDPENS), École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - 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Jazyk: angličtina
Rok vydání: 2009
Předmět:
Light
Aucun
02 engineering and technology
MESH: Movement
01 natural sciences
Biochemistry
Microtubules
Polyethylene Glycols
Substrate Specificity
MESH: Histidine
Colloid and Surface Chemistry
Aspartic acid
Scattering
Radiation
MESH: Proteins
MESH: Animals
Peptide sequence
Gel electrophoresis
[PHYS.PHYS.PHYS-BIO-PH] Physics [physics]/Physics [physics]/Biological Physics [physics.bio-ph]
Chemistry
MESH: Peptides
MESH: Microtubules
Protein Stability
MESH: Molecular Probes
MESH: Quantum Dots
021001 nanoscience & nanotechnology
Ligand (biochemistry)
Transport protein
[SDV.BBM.BP]Life Sciences [q-bio]/Biochemistry
Molecular Biology/Biophysics
MESH: Staining and Labeling
Protein Transport
MESH: Cell Survival
analysis
chemistry
metabolism
0210 nano-technology
Microtubule-Associated Proteins
MESH: Spectrometry
Fluorescence
MESH: Protein Transport
Microtubule-associated protein
Cell Survival
[PHYS.PHYS.PHYS-BIO-PH]Physics [physics]/Physics [physics]/Biological Physics [physics.bio-ph]
Movement
[SDV.BBM.BP] Life Sciences [q-bio]/Biochemistry
Molecular Biology/Biophysics
Spindle Apparatus
010402 general chemistry
Catalysis
Microtubule
MESH: Protein Stability
Quantum Dots
[SDV.BBM] Life Sciences [q-bio]/Biochemistry
Molecular Biology
Animals
Humans
[SDV.BBM]Life Sciences [q-bio]/Biochemistry
Molecular Biology
Histidine
MESH: Scattering
Radiation
MESH: Mitotic Spindle Apparatus
MESH: Humans
Staining and Labeling
Proteins
General Chemistry
MESH: Light
0104 chemical sciences
MESH: Extracellular Space
MESH: Hela Cells
Surface coating
MESH: Microtubule-Associated Proteins
Spectrometry
Fluorescence
MESH: Polyethylene Glycols
Molecular Probes
Biophysics
MESH: Substrate Specificity
Extracellular Space
Peptides
HeLa Cells
Zdroj: Journal of the American Chemical Society
Journal of the American Chemical Society, American Chemical Society, 2009, 131 (41), pp.14738-46. ⟨10.1021/ja902743u⟩
Journal of the American Chemical Society, 2009, 131 (41), pp.14738-46. ⟨10.1021/ja902743u⟩
ISSN: 0002-7863
1520-5126
DOI: 10.1021/ja902743u⟩
Popis: The use of the semiconductor quantum dots (QD) as biolabels for both ensemble and single-molecule tracking requires the development of simple and versatile methods to target individual proteins in a controlled manner, ideally in living cells. To address this challenge, we have prepared small and stable QDs (QD-ND) using a surface coating based on a peptide sequence containing a tricysteine, poly(ethylene glycol) (PEG), and an aspartic acid ligand. These QDs, with a hydrodynamic diameter of 9 +/- 1.5 nm, can selectively bind to polyhistidine-tagged (histag) proteins in vitro or in living cells. We show that the small and monodisperse size of QD-ND allows for the formation of QD-ND/histag protein complexes of well-defined stoichiometry and that the 1:1 QD/protein complex can be isolated and purified by gel electrophoresis without any destabilization in the nanomolar concentration range. We also demonstrate that QD-ND can be used to specifically label a membrane receptor with an extracellular histag expressed in living HeLa cells. Here, cytotoxicity tests reveal that cell viability remains high under the conditions required for cellular labeling with QD-ND. Finally, we apply QD-ND complexed with histag end binding protein-1 (EB1), a microtubule associated protein, to single-molecule tracking in Xenopus extracts. Specific colocalization of QD-ND/EB1 with microtubules during the mitotic spindle formation demonstrates that QD-ND and our labeling strategy provide an efficient approach to monitor the dynamic behavior of proteins involved in complex biological functions. journal article research support, non-u.s. gov't 2009 Oct 21 imported
Databáze: OpenAIRE
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