Eiwit Spaanders Microarray

Ondanks recente vorderingen in ons begrip van moleculaire biologie, in veel gevallen niet kunnen wij specifieke proteïnen met een ziekte betrekken.  De genomica en de microarray technologie hebben ons het mogelijk gemaakt om duizenden mRNAs in één keer te analyseren en te bepalen of mRNA de uitdrukking in ziektestaten wordt veranderd.  Nochtans, hebben de onderzoekers lang geweten dat de concentratie van mRNA binnen een cel met de daadwerkelijke overvloed van die proteïne slecht gecorreleerd is (1.2.3).  Dit is toe te schrijven aan het feit dat het tarief van degradatie van individuele mRNAs en de proteïnen, post-transcriptional controle van eiwitvertaling (4), een aantal post-transcriptional wijzigingen van proteïne (5), en eiwitdegradatie door proteolyse (6) verschillen.
Door het bedrag van de specifieke proteïne te meten direct, meten wij een waar niveau van genfunctie.  Nochtans, wanneer men in overweging het grote aantal post-vertalende wijzigingen neemt, kunnen de menselijke cellen miljoen of meer verschillende eiwitvarianten bevatten, om het even welk waarvan in ziekte zouden kunnen worden veranderd die de taak om allemaal maakt te analyseren een reusachtige taak.  De proteïne microarrays of de eiwitspaanders kunnen voor een oplossing aan dit probleem toestaan.  Een dia of een „spaander zou“ met duizenden bekende antilichamen of peptides zoals een microarray DNA, een biologische steekproef die over de spaander wordt uitgespreid, en om het even welke bepaalde band kunnen worden bevlekt.  De band kon ook worden geanalyseerd gebruikend standaard proteomic technieken zoals tijd-van-vlucht massaspectrometrie (lidstaten) en peptide massa vingerafdrukken nemen.  De eiwit spaanders kunnen zo een snelle en hoog-productiemethode worden om eiwitveranderingen in ziekte te profileren. (7)

            De eiwit spaanders hebben het potentieel om in veel andere toepassingen met inbegrip van de studie van eiwit-proteïne, eiwit-druginteractie, DNA-Eiwitinteractie, eiwitlocalisatie, antigeen-antilichaam interactie, enzyme-substrate, en receptor -receptor-ligandinteractie te functioneren die wijzigbaar serie-type hoog-productieonderzoek kan zijn (7.8).

            Twee benaderingen zijn gebruikt om veelvoudige proteïnen in een biologische steekproef te kenmerken.  De eerste benadering is 2 dimensionale gelelektroforese, die wijd is gebruikt om tot 2000-10.000 proteïnen in één enkel experiment te scheiden en te visualiseren door uitsnijding en identificatie door massaspectrometrie (lidstaten) (9).  Deze methode is zowel tijdrovend en zelfs met lidstaten, slechts kunnen de overvloedigste proteïnen worden ontdekt.  Ook, is de reproduceerbaarheid problematisch, alhoewel pre-cast gelen en de algemeen gebruikte reagentia, de protocollen, en de hardwarecomponenten hebben geleid tot betere prestaties (17).  wegens de beperkingen van de technologie van de 3D-gelscheiding, concentreert de stijgende aandacht zich op de ontwikkeling van de tweede benadering, de ontwikkeling van proteïne microarrays als alternatieve en bijkomende benadering (10-12).
            De theoretische achtergrond voor proteïne microarray-gebaseerde ligand bindende analyses werd aanvankelijk ontwikkeld door Ekins et al. in de recente jaren '80 (13-16).  Volgens het model, zou het antilichaam microarrays niet alleen ook gelijktijdig onderzoek van een analyte paneel toelaten, maar zou gevoeliger en snel dan conventionele onderzoeksmethodes zijn.  De rente in het onderzoeken van grote eiwitreeksen deed zich slechts als resultaat van de verwezenlijkingen in genomica voor door DNA - microarrays en het Menselijke Project van het Genoom (17). 

            De eerste seriebenaderingen probeerden om biochemische en immunobiological analyses te verkleinen die gewoonlijk in microtiter van 96 goed platen worden uitgevoerd (18-19).  96 goed werden de antilichamenseries eerst gecreÃërd met 144 elementen elk voor norm enzym-verbonden immunosorbent analyses (ELISAs) (20).  De gelijkaardige series werden gebruikt om prostate-specifiek antigeen (PSA) en cytokines (21) te meten. 

            Membranen van de filter werden ook aanvankelijk gebruikt wegens hun superieure eiwitbandcapaciteit.  Zij werden meestal gesondeerd met antilichamen gebruikend technieken ELISA.  Een lage dichtheidsserie van 48 gezuiverde proteïnen betrokken bij transcriptie werd ontwikkeld voor het onderzoek van specifieke interactie van proteïnen met radiolabeled DNA, RNA, ligands, en andere kleine chemische producten (22).  Een op membraan-gebaseerde hoogte - de dichtheidsserie werd voor het onderzoeken van een menselijke foetale bibliotheek die van de hersenen cDNA uitdrukking uit 37830 klonen bestaat ontwikkeld.  De gezuiverde proteïnen werden bevlekt op membranen PVDF bij een dichtheid van 300 steekproeven/cm2 (23).  Andere filter gebaseerde series werden geconstrueerd maar de beperkingen waren de lage resolutie en de aanzienlijke achtergrond die het moeilijk maken om hen in toepassingen te gebruiken met het beperken van steekproefhoeveelheden zoals het eiwituitdrukking profileren van tumorbiopsieën.

            De eiwit series worden van een bibliotheek van proteïnen gecompromitteerd of antilichamen die in een 2D adresseerbaar net op een spaander worden geïmmobiliseerdo (zie Figuur 1).  Eiwit microarray biochips halen en behouden doelstellingen van vloeibare media en zijn verschillend van microfluidic biochips, die scheiden en proteïnen in een vervoermiddel ter plaatse gebruikend microfluidic apparaten verwerken (24.25).  Een typische serie kan 103-104 verschillende elementen binnen een totaal gebied van 1 cm2 (26) ruimte bevatten.