Guida alla selezione dei reticolanti
Stai cercando il reticolante perfetto per la tua ricerca di bioconiugazione? Esplorate la nostra guida dettagliata alla selezione, organizzata in base al tipo di reticolante, ai gruppi reattivi, alla lunghezza del braccio spaziatore e altro ancora, per aiutarvi a fare la scelta giusta.
Sezione Panoramica
Un reticolatore converte le proteine interagenti in proteine reticolate mediante bioconiugazione.
Che cosa sono i crosslinkers
In biologia chimica e bioconiugazione, i crosslinkers sono composti chimici essenziali che collegano due o più molecole formando legami covalenti. Questi reticolanti sono fondamentali in numerose applicazioni, tra cui la creazione di bioconiugati, l'esplorazione delle interazioni proteina-proteina e lo sviluppo di biomateriali. I reticolanti sono disponibili in vari tipi, ciascuno con funzionalità specifiche adatte a diverse applicazioni.
Tabella di riferimento per la selezione dei reticolanti
Crosslinker | Gruppi reattivi | Lunghezza del braccio spaziatore | Solubilità in acqua | Cleavability | Efficienza di reticolazione | Stabilità< | Tossicità/Biocompatibilità | |||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Estero di NHS (ammina) | 11.4 Å (rigido) | Basso | Non-cleavabile | Alto | Stabile, sensibile all'umidità | Tossicità moderata | ||||
Estero NHS (ammina), maleimide (tiolo) | 11.6 Å (rigido) | Alto | Non clivabile | Alto | Stabile in condizioni fisiologiche, sensibile alla luce | Bassa tossicità, adatto in vivo | ||||
Carbodiimmide (carbossile/ammina) | Carbodiimmide (carbossile/ammina) | Lunghezza dello zero | Alto | Lavabile in condizioni acide | Alto | Stabile in condizioni acide | Bassa tossicità, adatto in vivo | |||
Estero di NHS (ammina) | 11.4 Å (rigido) | Alto | Non clivabile | Alto | Stabile, sensibile all'umidità | Tossicità moderata | ||||
NHS estere (ammina), disolfuro (tiolo) | 12.0 Å (rigido) | Alto | Cleavabile in condizioni di riduzione | Alto | Stabile, gli agenti riducenti si scindono | Bassa tossicità, adatto in vivo | ||||
Etere NHS (ammina) | 22.4 Å (flessibile) | Alto | Non-cleavabile | Alto | Stabile, sensibile all'umidità | Bassa tossicità | ||||
Maleimide (tiolo) | 16.1 Å (flessibile) | Basso | Non-cleavabile | Alta | Stabile, sensibile alla luce | Tossicità moderata | ||||
Estero di NHS (ammina) | 9.2 Å (rigido) | Basso | Moderata | Stabile | Tossicità moderata | |||||
NHS estere (ammina), maleimide (tiolo) | 10.2 Å (rigido) | Basso | Non-cleavable | High | High Stabile in condizioni fisiologiche, sensibile alla luce | Tossicità moderata | ||||
Etere NHS (ammina) | Variabile (dipende dalla lunghezza del PEG) | Alta | Varianti clivabili e non clivabili | Alto | Stabile, personalizzabile in base alla lunghezza del PEG | Bassa tossicità, adatto in vivo |
Note:
- DSS (Disuccinimidyl suberate) è un popolare reticolante omo-bifunzionale con elevata reattività ma moderata tossicità.
- Sulfo-SMCC è un reticolante etero-bifunzionale ampiamente utilizzato con elevata solubilità e bassa tossicità, adatto per applicazioni in vivo.
- EDC (1-etil-3-(3-dimetilaminopropil)carbodiimmide) è un reticolante a lunghezza zero noto per la sua elevata efficienza e bassa tossicità.
- BS3 (Bis[sulfosuccinimidil] suberato) è simile al DSS ma con una maggiore solubilità in acqua.
- DTSSP (3,3'-Ditiobis[sulfosuccinimidilpropionato]) offre cleavabilità in condizioni di riduzione.
- Sulfo-NHS-LC-Biotina è usato per la biotinilazione con un braccio spaziatore flessibile.
- BMH (Bismaleimidohexane) fornisce flessibilità con gruppi maleimidici per la reattività tiolica.
- DMP (Dimetil pimelimidato) è meno usato ma efficace per applicazioni specifiche.
- MBS (m-Maleimidobenzoyl-N-hydroxysuccinimide estere) è un'altra opzione etero-bifunzionale con applicazioni specifiche.
- Crosslinker PEGilati offrono lunghezze di spaziatore personalizzabili e sono altamente biocompatibili.
Come funzionano i reticolanti?
I reticolanti agiscono reagendo con gruppi funzionali specifici sulle molecole. I gruppi reattivi alle ammine, come gli esteri NHS e gli isocianati, reagiscono con le ammine primarie delle proteine o di altre biomolecole. I gruppi solfidrilici, tra cui le maleimmidi e i disolfuri di piridile, reagiscono con i gruppi tiolici dei residui di cisteina, mentre i gruppi carbossilici, come le carbodiimmidi, attivano i gruppi carbossilici per formare legami ammidici con le ammine.
QUANDO POSSONO ESSERE UTILIZZATI I COLLABORATORI?
Le applicazioni dei reticolanti sono ampie e varie. Sono fondamentali negli studi di interazione proteina-proteina, in quanto stabilizzano le interazioni transitorie tra le proteine, che possono poi essere analizzate con tecniche come la spettrometria di massa o il Western blotting. Nella bioconiugazione, i reticolanti attaccano farmaci, etichette fluorescenti o altre sonde alle biomolecole, facilitando lo sviluppo terapeutico e la diagnostica. Nella scienza dei materiali, i reticolanti aiutano a creare reti negli idrogel e in altri biomateriali che possono imitare i tessuti biologici. Inoltre, consentono l'immobilizzazione di biomolecole, come enzimi o anticorpi, su supporti solidi, migliorando la stabilità e la riutilizzabilità in vari saggi.
Omo-Bifunzionale vs. Etero-Bifunzionale. I reticolanti etero-bifunzionali
I reticolanti omo-bifunzionali, che possiedono gruppi reattivi identici a entrambe le estremità, sono utilizzati per collegare molecole simili, come ad esempio collegare due proteine che condividono lo stesso gruppo funzionale. Un esempio di questo tipo è il disuccinimidil suberato (DSS), che presenta due gruppi estere N-idrossisuccinimide (NHS). I reticolanti etero-bifunzionali, invece, hanno gruppi reattivi diversi a ciascuna estremità, il che li rende ideali per collegare molecole diverse, come una proteina e una piccola molecola, ognuna delle quali reagisce con un gruppo funzionale diverso. Il Sulfo-SMCC, con un estere NHS a un'estremità e un gruppo maleimmide all'altra, è un esempio di questo tipo.
Considerazioni particolari nella scelta dei reticolanti
La scelta del reticolante giusto comporta diverse considerazioni chiave. La specificità è fondamentale, in quanto il reticolante deve puntare a gruppi funzionali specifici sulle molecole di interesse. La lunghezza del braccio spaziatore del reticolante influisce sulla distanza tra le molecole collegate, influenzando la funzione e la stabilità del coniugato. Per le applicazioni biologiche si preferiscono reticolanti solubili in acqua per garantire la compatibilità con gli ambienti acquosi. Inoltre, alcuni reticolanti sono progettati per essere clivabili in determinate condizioni, consentendo il rilascio controllato delle molecole collegate.
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