Proteinmicroarray-Chips

Trotz der neuen Zuführungen in unserem Verständnis der Molekularbiologie, in vielen Fällen sind wir nicht imstande, spezifische Proteine mit einer Krankheit zu implizieren.  Genomics- und Microarraytechnologie haben uns erlaubt, Tausenden mRNAs auf einmal zu analysieren und festzustellen, ob mRNA-Ausdruck in den Krankheitzuständen geändert wird.  Jedoch haben Forscher lang gewusst, dass die Konzentration eines mRNA innerhalb einer Zelle schlecht mit dem tatsächlichen Überfluss an diesem Protein (1.2.3) aufeinander bezogen wird.  Dieses liegt an der Tatsache, dass die Kinetik der Verminderung der einzelnen mRNAs und die Proteine sich unterscheiden, an der Pfosten-transcriptional Steuerung von Proteinübersetzung (4), an einigen Pfosten-transcriptional Änderungen von Protein (5) und an der Proteinverminderung durch Proteolyse (6).
Indem wir direkt die Menge des spezifischen Proteins messen, messen wir ein zutreffendes Niveau der Genfunktion.  Jedoch, wenn man in Erwägung die große Zahl Pfosten-Übersetzungsänderungen zieht, können menschliche Zellen Million oder enthalten verschiedenere Proteinvarianten, von denen irgendwelche in der Krankheit geändert werden konnten, welche die Aufgabe vom Analysieren alle eine sehr große Aufgabe bildet.  Protein Microarrays oder Proteinchips können eine Lösung zu diesem Problem zulassen.  Ein Plättchen oder „ein Chip“ konnten mit Tausenden der bekannten Antikörper oder der Peptide wie ein DNAmicroarray beschmutzt werden, streute eine biologische Probe das Chip aus, und jede mögliche Schwergängigkeit stellte fest.  Das Binden könnte unter Verwendung der proteomic Standardtechniken wie Zeit-vonflug Massenspektrometrie (Mitgliedstaat) und Peptidmassenfingerabdruck auch analysiert werden.  Proteinchips können eine schnelle und Hochdurchsatz Methode des Ein Profil erstellens der Proteinänderungen in der Krankheit folglich werden. (7)

            Proteinchips haben das Potenzial, in vielen anderen Anwendungen einschließlich die Studie des Proteinproteins, der Proteindroge Interaktionen, der DNA-Protein Interaktionen, der Proteinlokalisation, der Antigenantikörper Interaktionen, des Enzym-Substrats und der EmpfängerLigandinteraktionen zu arbeiten, die abänderbarer Kleidentyp Hochdurchsatz Siebung (7.8) sein können.

            Zwei Ansätze sind verwendet worden, um mehrfache Proteine in einer biologischen Probe zu kennzeichnen.  Die erste Annäherung ist Maßelektrophorese des gels 2, die am meisten benutzt gewesen ist, bis 2000-10.000 Proteine in einem einzelnen Experiment durch Ausrottung und Kennzeichen durch Massenspektrometrie (Mitgliedstaat) (9) zu trennen und sichtbar zu machen.  Diese Methode ist und sogar mit Mitgliedstaat Zeit raubend, nur die reichlich vorhandensten Proteine entdeckt werden können.  Auch Reproduzierbarkeit ist problematisch, obwohl Vorgußgele und allgemein verwendete Reagenzien, Protokolle und Hardwareeinheiten zu verbesserte Leistung (17) geführt haben.  Wegen der Beschränkungen der Technologie der Trennung 3D-gel, konzentriert sich zunehmenaufmerksamkeit auf die Entwicklung der zweiten Annäherung, die Entwicklung von Protein Microarrays als Alternative und ergänzende Annäherung (10-12).
            Der theoretische Hintergrund für Protein microarray-gegründete verbindliche Proben des Ligand wurde zuerst von Ekins et al. Ende der Achtzigerjahre (13-16) entwickelt.  Entsprechend dem Modell würden Antikörper Microarrays nicht nur simultane Siebung eines Parameterpanels ermöglichen, aber würden auch empfindlicher und Rapid als herkömmliche Siebmethoden sein.  Interesse an den großen Proteinsets der Siebung entstand nur resultierend aus den Ausführungen im Genomics durch DNAmicroarrays und das menschliches Genom-Projekt (17). 

            Die ersten Reihenansätze versuchten, die biochemischen und immunobiological Proben zu verkleinern, die normalerweise in 96 wohlen Mikrotiterplatten (18-19) durchgeführt wurden.  96 Vertiefungsantikörperreihen wurden zuerst mit 144 Elementen jedes für Enzym-gebundene Immunosorbentstandardproben (ELISAs) (20) erstellt.  Ähnliche Reihen wurden verwendet, um Prostata-spezifisches Antigen (PSA) und cytokines zu messen (21). 

            Filtermembranen wurden auch zuerst wegen ihrer Bindefähigkeit des überlegenen Proteins benutzt.  Sie wurden meistens mit Antikörpern unter Verwendung der ELISA Techniken geprüft.  Eine Reihe der niedrigen Dichte von 48 gereinigten Proteinen, die in Übertragung mit einbezogen wurden, wurde für die Untersuchung der spezifischen Interaktionen der Proteine mit radioaktiver DNA, RNS, Ligands und anderen kleinen Chemikalien (22) entwickelt.  Eine Membrane-gegründete mit hoher Schreibdichtereihe wurde entwickelt, um, eine menschliche fötale Gehirn cDNA Ausdruckbibliothek rasternd, die aus 37830 Klonen besteht.  Gereinigte Proteine wurden auf PVDF Membranen an einer Dichte von 300 Proben/von cm2 (23) beschmutzt.  Anderer Filter gründete Reihen wurden konstruiert, aber die Beschränkungen waren die niedrige Auflösung und der beträchtliche Hintergrund, die ihn schwierig, sie in den Anwendungen mit dem Begrenzen von Beispielquantitäten wie Proteinausdruckein profil erstellen der Tumorbiopsien zu verwenden bildet.

            Proteinreihen werden von einer Bibliothek der Proteine oder der Antikörper gekompromittiert, die in einem 2D adressierbaren Rasterfeld auf einem Chip stillgestellt werden (siehe Abbildung 1).  Protein Microarray Biochips extrahieren und behalten Ziele von den flüssigen Media bei und sind von den microfluidic Biochips eindeutig, die unterschiedliche und Prozessproteine in einem Transportmedium in situ unter Verwendung der microfluidic Einheiten (24.25).  Eine typische Reihe kann 103-104 eindeutige Elemente innerhalb eines ganzen Gebietes von 1 cm2 (26) räumlich enthalten.