多价DNA纳米星超选择性表面结合的优化
摘要：微弱的多价相互作用控制着细胞-细胞黏附和病毒-宿主相互作用等各种生物过程。这些系统根据受体密度明显区分表面，被称为超选择性。先前的实验和理论工作揭示了选择性的控制因素：弱相互作用和大量配体有助于超选择性。目前的实验研究通常涉及数十个或数百个相互作用，从而导致高熵贡献和高选择性。然而，少量配体（如多结域蛋白质和病毒与膜的结合）是否以及如何呈现超选择性行为仍然是一个开放的问题。在这里，我们使用一个基于星形DNA纳米结构（DNA纳米星）的多价实验模型系统来回答这个问题，每个分支上都有一个单链悬臂，与目标表面上的互补受体结合。每个DNA纳米星都具有一个荧光染料，可通过全反射荧光显微镜（TIRFM）直接观察DNA纳米星的表面吸附。我们观察到DNA纳米星可以超选择性地结合到表面，并在三价时最佳结合。我们通过扩展当前理论与DNA纳米星结合位点（配体）之间的相互作用，定量解释了这一最佳情况。我们的结果增加了对多价相互作用的理解，通过识别导致最佳选择性的微观机制，并为相关参数提供了定量值。这些发现启发了其他设计规则，改进针对定向药物递送的未来研究。
作者：Christine Linne, Eva Heemskerk, Jos Zwanikken, Daniela J. Kraft and Liedewij Laan
论文ID：2306.16885
分类：Biological Physics
分类简称：physics.bio-ph
提交时间：2023-06-30