Quantitative Protein Corona Composition and Dynamics on Carbon Nanotubes in Biological Environments.
Quantitative Protein Corona Composition and Dynamics on Carbon Nanotubes in Biological Environments.
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DOI：
10.1002/anie.202008175
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发表时间：
2020-12-21
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Landry MP
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Pinals RL;Yang D;Rosenberg DJ;Chaudhary T;Crothers AR;Iavarone AT;Hammel M;Landry MP
当纳米颗粒进入生物环境时，蛋白质被吸附形成“蛋白冠”，导致生物分布和毒性发生显着变化。在此，我们测量了 DNA 功能化单壁碳纳米管 (ssDNA-SWCNT) 上蛋白质电晕的形成，这种纳米颗粒是血浆和脑脊液中传感和输送的理想选择。我们通过质谱分析来表征电晕成分，揭示了参与脂质结合、补体激活和凝血的高丰度电晕蛋白。我们研究静电和熵相互作用驱动选择性电晕形成的作用。最后，我们研究了 ssDNA-SWCNT 上的实时蛋白质结合，获得了强结合的富集蛋白质和少量结合的贫化蛋白质之间的一致性，同时强调了协同吸附机制。对蛋白质冠组成、形成机制和动力学的了解为纳米颗粒从体外设计到体内应用的转化提供了信息。将工程纳米颗粒引入生物系统会导致界面蛋白冠的形成，从而改变纳米颗粒的特性和功能。在此，在基于碳纳米管的传感器上分析了蛋白质电晕的组成、相互作用和动力学。这个通用框架将增强我们对蛋白质冠形成的基本理解，并使纳米技术从体外设计到体内使用的有效转化成为可能。
When nanoparticles enter biological environments, proteins adsorb to form the “protein corona” which causes significant changes in biodistribution and toxicity. Herein, we measure protein corona formation on DNA-functionalized single-walled carbon nanotubes (ssDNA-SWCNTs), a nanoparticle ideal for sensing and delivery, in blood plasma and cerebrospinal fluid. We characterize corona composition by mass spectrometry, revealing high-abundance corona proteins involved in lipid binding, complement activation, and coagulation. We investigate roles of electrostatic and entropic interactions driving selective corona formation. Lastly, we study real-time protein binding on ssDNA-SWCNTs, obtaining agreement between enriched proteins binding strongly and depleted proteins binding marginally, while highlighting cooperative adsorption mechanisms. Knowledge of protein corona composition, formation mechanisms, and dynamics informs nanoparticle translation from in vitro design to in vivo application. Introducing engineered nanoparticles into biosystems leads to formation of the interfacial protein corona, modifying nanoparticle identity and function. Herein, protein corona composition, interactions, and dynamics are analyzed on carbon nanotube-based sensors. This generic framework will enhance our fundamental understanding of protein corona formation and enable effective translation of nanotechnologies from in vitro design to in vivo use.
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影响因子：
10.8
作者：
Beyene AG;Alizadehmojarad AA;Dorlhiac G;Goh N;Streets AM;Král P;Vuković L;Landry MP
通讯作者：
Landry MP
用密集的聚合物刷接枝的隐形纳米颗粒显示通过等温滴定量热法调查的血清蛋白的吸附。
DOI：
10.1021/acs.jpcb.8b02338
发表时间：
2018-06-07
期刊：
The journal of physical chemistry. B
影响因子：
--
作者：
Gal N;Schroffenegger M;Reimhult E
通讯作者：
Reimhult E
DOI：
10.1007/978-1-4939-1714-3_25
发表时间：
2015
期刊：
Methods in molecular biology (Clifton, N.J.)
影响因子：
--
作者：
Dutta AK;Rösgen J;Rajarathnam K
通讯作者：
Rajarathnam K
影响因子：
10.8
作者：
Dinarvand, Meshkat;Neubert, Elsa;Kruss, Sebastian
通讯作者：
Kruss, Sebastian
影响因子：
12.3
作者：
Dalgleish, Raymond;Flicek, Paul;Maglott, Donna R.
通讯作者：
Maglott, Donna R.