[發(fā)明專利]一種基于FRET的融合蛋白、熒光納米顆粒及其應(yīng)用

有效

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• 申請日: 2019-11-28
• 公開（公告）號: CN111018997B
• 公開（公告）日: 2022-02-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 門冬;張先恩;陳晨;周娟
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院武漢病毒研究所
• 主分類號: C07K19/00
• 分類號: C07K19/00;C12N15/62;G01N33/58
• 代理公司: 廣州嘉權(quán)專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 44205
• 代理人: 何爽;景鵬

本發(fā)明屬于生物技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于FRET的融合蛋白、熒光納米顆粒及其應(yīng)用。該融合蛋白包括病毒結(jié)構(gòu)蛋白，所述病毒結(jié)構(gòu)蛋白能自組裝成病毒樣顆粒；和能實(shí)現(xiàn)熒光共振能量轉(zhuǎn)移的供體?受體對。本發(fā)明還提供一種病毒樣熒光納米顆粒由該融合蛋白組裝得到，所述熒光納米顆粒在提高FRET效率的同時(shí)，還極大提高了其作為熒光探針功能過程中的熒光信號輸出量，在提高檢測的靈敏度和穩(wěn)定性的同時(shí)降低背景值提高信噪比；在應(yīng)用時(shí)可直接與靶向性配體相連，可以保證熒光蛋白對的FRET效果，穩(wěn)定性好，靈敏度高，使得實(shí)驗(yàn)結(jié)果誤差減小，實(shí)驗(yàn)結(jié)果更貼近真實(shí)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于生物技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于FRET的融合蛋白、熒光納米顆粒及其應(yīng)用。

背景技術(shù)

熒光共振能量轉(zhuǎn)移(Fluorescence Resonance Energy Transfer，F(xiàn)RET)是指兩個(gè)不同的熒光發(fā)色基團(tuán)，其中一個(gè)熒光發(fā)色基團(tuán)(供體)的發(fā)射光譜與另一熒光發(fā)色基團(tuán)(受體)的吸收光譜有一定的重疊，當(dāng)供體分子被激發(fā)后，受體與供體相距一定合適的距離，且供體和受體的基態(tài)及第一電子激發(fā)態(tài)兩者的振動(dòng)能級間的能量差相互適應(yīng)時(shí)，處于激發(fā)態(tài)的供體將把一部分或全部能量通過偶極子的介導(dǎo)轉(zhuǎn)移給受體，使受體被激發(fā)，在整個(gè)能量轉(zhuǎn)移過程中，不涉及光子的發(fā)射和重新吸收。這種無輻射方式的能量轉(zhuǎn)移的效率與供體和受體之間的距離的六次方成反比，使得FRET對距離的微小變化極為敏感。

FRET發(fā)生的條件包括：供體熒光分子的發(fā)射光譜與受體熒光分子的吸收光譜有一定的重疊；供體與受體之間的距離在10nm以內(nèi)；供體的量子產(chǎn)率和受體的光吸收系數(shù)足夠高；供體與受體的偶極具有合適的相對取向(Neha S et al.,Role of green fluorescentproteins and their variants in development of FRET-based sensors[J].Journalof Biosciences,2018)。

斯托克斯位移(Stokes shift)是熒光染料的一個(gè)重要的光物理參數(shù)，通常指一個(gè)熒光發(fā)色基團(tuán)的最大激發(fā)光到最大發(fā)射光的波長差。在生物學(xué)研究中，斯托克斯位移小的熒光探針會導(dǎo)致探針熒光的嚴(yán)重自淬滅和瑞利散射，從而使檢測的結(jié)果產(chǎn)生嚴(yán)重的誤差，而斯托克斯位移較大則有利于消除背景激發(fā)光的影響，提高信噪比，增強(qiáng)檢測靈敏性。因此，斯托克斯位移在熒光探針的設(shè)計(jì)和研究當(dāng)中起著導(dǎo)向性的作用，而FRET效應(yīng)帶來的熒光探針的長斯托克斯位移具有明顯的優(yōu)勢。

現(xiàn)在普遍使用的熒光探針是用單一的熒光染料修飾功能大分子(如蛋白質(zhì)分子、核酸分子等)。但是，這種修飾的熒光染料個(gè)數(shù)有限，熒光信號背景值高，其穩(wěn)定性、靈敏度，信噪比等都受到了較大的限制。例如，人的血清中含有多種熒光物質(zhì)，在激發(fā)光的激發(fā)下正常人的血清熒光發(fā)射光譜基本覆蓋整個(gè)可見光的范圍(背景信號)(朱殿明,金萬祥,駱曉森,et al.人血清血卟啉熒光光譜的雙正交樣條小波識別[J].光譜學(xué)與光譜分析,2008(08):185-188.)，這種背景熒光對于大多數(shù)臨床血液或血清樣本的熒光檢測具有極大的干擾，嚴(yán)重影響受檢者的檢驗(yàn)數(shù)據(jù)判定。又如在活體動(dòng)物成像當(dāng)中，也存在著動(dòng)物自發(fā)熒光的干擾及熒光穿透性差的問題(陳陵,高軍,熊曉峰,et al.活體生物光學(xué)分子成像技術(shù)研究進(jìn)展[J].醫(yī)學(xué)綜述,2010,16(24):3800-3802.)。因此，亟需一種能同時(shí)標(biāo)記多個(gè)熒光基團(tuán)，且熒光信號穩(wěn)定性好、靈敏度高、信噪比高的熒光修飾體系。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明旨在解決上述現(xiàn)有技術(shù)問題之中的至少一種。為此，本發(fā)明提供了一種基于FRET的融合蛋白、熒光納米顆粒及其應(yīng)用。

因此，本發(fā)明的目的之一在于提供一種融合蛋白。

本發(fā)明的另一目的在于提供一種編碼所述融合蛋白的核酸序列。

本發(fā)明的又一目的在于提供一種由所述融合蛋白組裝得到的病毒樣熒光納米顆粒。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下文所述。