第一作者：Amit Akhuliong>

通讯作者：Moloy Sarkar

通讯单位：National Institute of Science Education and Research，India

研究内容：

为了了解牛血清白蛋白(BSA)与铜纳米团簇(CuNCs)的相互作用机理，制备了三种不同类型的Cu纳米团簇，它们具有不同的表面配体，即单宁酸(TA)、壳聚糖和半胱氨酸(Cys)。在整体平均水平和单分子水平上进行蛋白质(BSA)缺失和存在的研究。有意识地选择不同表面配体覆盖的CuNCs，以便清楚地了解表面配体在整个蛋白-团簇相互作用中的作用，但更重要的是，寻找这些CuNCs是否可以在不形成蛋白冠的情况下与蛋白质相互作用的新途径，当它们暴露在生物液体中时，在相对较大的纳米颗粒中已经观察到。ζ-电位和ITC测量数据的荧光分析清楚地表明，存在CuNCs的BSA蛋白没有达到结合化学计量(BSA/CuNCs > 1),这是蛋白质冠形成所必需的条件。荧光相关光谱(FCS)的研究结果进一步证实了这一结论。进一步的数据分析和热力学计算表明，CuNCs表面配体在蛋白-团簇的结合过程中起着重要的作用，它们可以改变这一过程的模式和热力学。具体来说，数据表明BSA与TA-CuNCs和壳聚糖- CuNCs的结合遵循两种类型的结合模式;然而，与Cys-CuNCs相同的是，只有一种绑定模式。圆二色性(CD)测量表明，BSA的基本结构在CuNCs存在时几乎没有改变。本研究的结果有望鼓励和促进NCs在生物应用中的更好应用。

要点一：

要点二：

本文示意图

示意图1：a) BSA折叠形式的三维结构，本研究使用的三种配体的化学结构:(b)壳聚糖，(c)半胱氨酸，(d)单宁酸。

图1：(a-c) TA-CuNCs、壳聚糖- CuNCs和Cys-CuNCs在BSA逐渐加入时的发射光谱。(d-f) TA-CuNCs、壳聚糖- CuNCs和Cys-CuNCs分别与BSA的Benesi Hildebrand双互反图。

图2: 随着BSA浓度的增加，(a) TA-CuNCs、(b)壳聚糖- CuNCs和(c) Cys-CuNCs的归一化自相关曲线。(CuNCs浓度为30 nM, BSA浓度为0 ~ 150 nM)

示意图2：(a)“蛋白质冠”和(b)蛋白质复合物的结构。

图3：(a−c)逐渐加入TA-CuNCs、壳聚糖-CuNCs和Cys-CuNCs后BSA蛋白的荧光发射光谱(λex = 280 nm)。(d - f) TA-CuNCs、壳聚糖-CuNCs和Cys-capped CuNCs在pH为7.4时对BSA蛋白猝灭的Stern - Volmer图。

图4：双对数图显示(a) [TA-CuNCs]， (b)[壳聚糖- cuncs]和(c) [Cys-CuNCs]在298 K与BSA结合。实线表示模拟拟合线。

图5：(a) TA-CuNCs， (b)壳聚糖- CuNCs和(c) Cys-CuNCs在pH为7.4的磷酸盐缓冲液中298 K时转化为BSA的ITC滴定曲线。(上)每一个峰的滴定量和(下)积分热的原始数据(绿点)，以及相应的非线性回归图(粉红线)。

图6：同步荧光光谱的BSA (a)浓度的增加TA-CuNCs, Chitosan-CuNCs (b)和(c) Cys-CuNCs在298 k(上)光谱波长偏移量60 nm和抵消(底部)光谱波长的15 nm (BSA浓度和CuNCs的浓度分别为 5和0−6μM)。

图7：2 μM BSA(在pH 7.4的10 mM磷酸盐缓冲液中)在无TA-CuNCs， (b)壳聚糖- CuNCs和(c) Cys-CuNCs的存在下的远紫外CD光谱。

参考文献

Akhuli, A.; Chakraborty, D.; Agrawal, A. K.; Sarkar, M., Probing the Interaction of Bovine Serum Albumin with Copper Nanoclusters: Realization of Binding Pathway Different from Protein Corona. Langmuir 2021, 37 (5), 1823-1837.