论文解析︱BeaverBeads Streptavidin 快速检测细胞凋亡进程

海狸生物医学

2022.8.19

应用简介

BeaverBeads^® Streptavidin磁珠结合EPR技术，实现细胞中caspase-3活性的快速检测，判断细胞凋亡进程，为临床诊断提供新的思路。

近日，中国科学院强磁场研究中心田长麟课题组在Chemical Communications上发表了一篇名为“EPR-based in situ enzymatic activity detection of endogenous caspase-3 in apoptosis cell lysates”的文章。

该团队利用BeaverBeads^® Streptavidin磁珠，建立了一种基于电子顺磁共振(EPR)技术的酶促分析方法，用于快速检测细胞中caspase-3的活性。

研究背景：

细胞凋亡又称程序性细胞死亡，是一个高度调控、进化保守的过程。细胞凋亡功能障碍可导致多种疾病，因此发展细胞凋亡的检测和研究方法，为临床诊断和治疗研究提供重要信息。

Caspase家族在细胞凋亡中起着至关重要的作用。在该家族中，caspase-3是细胞凋亡早期激活频率最高的蛋白酶，在细胞凋亡相关研究中被认为是最重要的生物标志物。因此，caspase-3活性的检测不仅成为细胞凋亡诊断的重要课题，也成为评价治疗效果的重要课题。

电子顺磁共振(EPR)光谱技术是探测和研究生物和化学系统中顺磁性物种的一种强有力的方法。近年来，EPR也因其自身高灵敏度的特点而成为一种适合于分析研究的工具。

研究方法与结果：

该研究中，研究者创造性的发明了一种基于EPR技术的的酶促分析方法，能够可靠且快速检测细胞凋亡过程中caspase-3的活性。他们首先合成了caspase-3可特异性识别的肽段(DEVD)并将其生物素化，然后用EPR可检测的氮氧化物自由基(MTSL)标记该肽段。将自旋标记的肽段探针与BeaverBeads^® Streptavidin （2.8μm）(MBs)结合，形成“氮氧化物-肽-磁珠”三明治复合物探针结构(图a)。将制备的探针与样品共同孵育，根据EPR信号，检测caspase-3活性(图b)。在没有caspase-3时，上清液在磁分离后没有显示EPR信号（EPR“关闭”），但当caspase-3存在时，caspase-3可特异性降解DEVD，末端氮氧化物部分被释放到溶液中，即可显示EPR信号（EPR“开启”）。