Analyse intermolekularer Wechselwirkungen: Neueste Trends in ITC
Verna Frasca, die Anwendungsmanagerin der MicroCal-Produkte, hat mithilfe von Google Scholar eine Untersuchung der ITC-bezogenen Veröffentlichungen bis zum 30. Juni 2018 durchgeführt. Hier sind die Ergebnisse.
Lesen Sie diesen Artikel auf Englisch hier (Originaltext auf Englisch)
Was ist ITC? – Der Goldstandard der Analyse intermolekularer Wechselwirkungen
ITC wird als der Goldstandard für die Analyse intermolekularer Wechselwirkungen von Biomolekülen wie Proteinen, Nukleinsäuren und Lipiden bezeichnet. Neben der Bestimmung der Bindungsstärke ermöglicht ITC auch die Erhebung von stöchiometrischen und thermodynamischen Parametern.
Die Geschichte von ITC – Das erste ITC weltweit war von MicroCal
Tausende ITC-Geräte werden in Forschungseinrichtungen im Bereich der Lebenswissenschaften sowie in Unternehmen der Niedermolekul- und Biopharmaindustrie weltweit eingesetzt.
ITC-Schriftenuntersuchung – Ein deutlicher Anstieg der Veröffentlichungen zu ITC
Wenn man in Google Scholar alle fünf Jahre nach „MicroCal + (Produktnamen der ITC ‚or‘ aufgelistet)“ sucht, ergeben sich die folgenden Ergebnisse:
- 1988-1992: 15 Treffer
- 1993-1997: 246 Treffer
- 1998-2002: 857 Treffer
- 2003-2007: 2250 Treffer
- 2008-2012: 4360 Treffer
- 2013-2018: 5800 Treffer
Die Anzahl der Veröffentlichungen unter Verwendung von MicroCal ITC ist deutlich gestiegen. Eine detaillierte Analyse dieser Arbeiten zeigt, dass verschiedene Arten von intermolekularen Wechselwirkungen untersucht werden. Dazu gehören Protein-Niedermolekühl, Protein-Protein, Protein-DNA, Antigen-Antikörper, sowie Enzym-Substrat-Ineraktionen. ITC wird allgemein zur Bewertung der Bindung von potenziellen Wirkstoffen der Niedermolekülmedizin an Zielmolekülen (hauptsächlich Proteinen) eingesetzt. Ebenso steigen die Bewertungen in den Bereichen Nanopartikel, Polymere, Membranen, Tenside und Mizellen.
Diese Arbeiten sind in mehr als 350 Veröffentlichungen erschienen, und zwischen Januar 2015 und Ende Juni 2018 umfassten 32 von diesen Publikationen bereits 25 oder mehr Berichte über die Verwendung von MicroCal ITC-Systemen (aufgerundet).
Beispiele für ITC-Messungen in Magazinen
Unten sind Beispiele für ITC-Messungen, die in verschiedenen Magazinen veröffentlicht wurden. (Alle auf Englisch)
Acta parasitological: “Messen der Bindungsstärke zwischen Beuteproteinen, die mit Toxoplasma gondii SAG1 und SAG2 unter Verwendung von isothermer Titrationskalorimetrie (ITC) interagieren”
AIDS: “Entwurf eines hochwirksamen HIV-1-Fusionshemmers, der auf die gp41-Tasche abzielt”
Allergy: “Charakterisierung der Maischitinase-A, eines zähen allergenen Moleküls”
Anesthesiology: “Entdeckung eines neuartigen chemo-typs von allgemeinen Betäubungsmitteln durch Hochdurchsatz-Screening”
Archives of Toxicology: “Interaktion von perfluorierten Alkylsäuren mit dem menschlichen Leber-Fettsäure-bindenden Protein”
Bioengineering & Translational Medicine: “Zielgerichtetes Ansprechen von HPV-infizierten Gebärmutterhalskrebszellen mit siRNA-encapsulierenden PEGylierten Liposomen und die Rolle der siRNA-Komplexierung mit Polyethylenglykol”
Biomedicine & Pharmacotherapy: “Nanokörper, die auf die prolinreiche, helikale und Aktin-bindende Region von Cortactin abzielen, reduzieren die Invadopodium-Bildung und Matrixdegradation in Krebszellen SCC-61”
Blood: “Strukturelle Grundlage für die chininhaltige Antikörper-Bindung an das Thrombozyten-Integrin αIIbβ3”
Breast Cancer Research: “Gossypol hat Anti-Krebs-Wirkungen durch die doppelte Zielsetzung auf MDM2 und VEGF bei menschlichem Brustkrebs”
Cell Host & Microbe: “Strukturelle Konservierung trotz riesiger Sequenzdiversität ermöglicht EPCR-Bindung durch die PfEMP1-Familie, die in schwerer Kindermalaria involviert ist”
Cerebral Cortex: “Kortikale Schichtinversion und Deregulierung des Reelin-Signalwegs bei Abwesenheit von SOCS6 und SOCS7”
Chemical Research in Toxicology: “Identifikation und molekulare Interaktionsstudien von Schilddrüsenhormon-Rezeptor-Disruptoren unter Haushaltsstaubkontaminanten”
Chemistry Select: “Eine ITC-Studie zur Interaktionsenergie zwischen Galactomannan-Biopolymeren und ausgewählten MO2-Nanopartikeln in Hydrogelen”
ChemNanoMat: “Der Effekt der PEGylierung auf multivalente Bindung: Eine Studie mit Oberflächenplasmonresonanz und isothermem Titrationkalorimetrie mit strukturell verschiedenen PEG‐Dendrit-GATG-Copolymeren”
Chirality: “Isotherme Titrationkalorimetrie von chiralen polymeren Nanopartikeln”
Clinical and Translational Oncology: “Auswahl von DNA-Aptameren für den extrazellulären Bereich des humanen epidermalen Wachstumsfaktor-Rezeptors 2 zur Erkennung HER2-positiver Karzinome”
Cogent Biology: “Isolation und Reinigung von Phytocystatin aus Mandeln: Biochemische, biophysikalische und immunologische Charakterisierung”
Colloid and Polymer Science: “Adsorption von Lysozym an pH-responsiven PnBA-b-PAA-Polymer-Nanopartikeln: Studien durch gestoppten Fluss SAXS und ITC”
Extremophiles: “Hochaffine RNA-Bindung durch ein hyperthermophiles Single-Stranded-DNA-bindendes Protein”
Flavour and Fragrance Journal: “Einfaches Trennen von Zimtacetat und Zimtalkohol auf der Basis von Host-Gast-Komplexierung mit β-Cyclodextrin”
Food Chemistry: “Einfluss der Zugabe von Mannoproteinen auf die Wechselwirkung zwischen Weinflavonolen und Speichelproteinen”
Food Research International: “Bewertung der Butyrylcholinesterase-Hemmaktivität durch Chlorogensäuren und Kaffeeextrakte, bestimmt durch ITC und Docking-Simulationsmodelle”
Journal of Agricultural and Food Chemistry: “Ethanolkonzentration beeinflusst die Mechanismen der Wechselwirkungen von Weintanninen mit Poly(l-proline) in Modellwein”
Tuberculosis: “Untersuchung des Hemmpotenzials von 2-Aminopurin-Metallkomplexen gegenüber Serin/Threonin-Proteinkinasen von Mycobacterium tuberculosis”
Water, Air, & Soil Pollution: “Untersuchung des Effekts von Cu2+ auf den Schlammaufschluss und den Interaktionsmechanismus zwischen Cu2+ und Xylanase durch multi-spektroskopische und thermodynamische Methoden”
Folgende Veröffentlichungen ab 2015 enthalten Kapitel zu Protokollen mit MicroCal ITC.
AMPK (Methods in Molecular Biology, volume 1732): “Anwendungen von NMR und ITC zur Untersuchung der Kinetik der Kohlenhydratbindung durch AMPK-β-Subunit-Kohlenhydratbindungs-Module”
Antimicrobial Peptides (Methods in Molecular Biology, volume 1548): “Kalorimetrische Methoden zur Untersuchung von Membraninteraktionen und durch antimikrobielle wirtsabhängige Peptide induzierte Störungen”
Applied Biophysics for Drug Discovery: “Thermodynamik in der Wirkstoffforschung”
Biocalorimetry (Methods, volume 76):
Biocalorimetry: Grundlagen und zeitgenössische Ansätze
Biochemical Roles of Eukaryotic Cell Surface Macromolecules (Advances in Experimental Medicine and Biology, volume 842): “Biophysikalische Charakterisierung der Wechselwirkung von O-Acylcholin mit dem wichtigsten Seminalplasma-Protein, PDC-109”
c-Di-GMP Signaling (Methods in Molecular Biology, volume 1657): “Isotherme Titrationskalorimetrie zur Bestimmung von scheinbaren Dissoziationskonstanten (Kd) und Stöchiometrien der Wechselwirkung (n) von C-di-GMP-Bindungsproteinen”
Calorimetry (Methods in Enzymology, volume 567)
Current Protocols in Nucleic Acid Chemistry: “Kalorimetrie von Nukleinsäuren”
Excipient Applications in Formulation Design and Drug Delivery: “Wechselwirkungen zwischen Medikamenten und Exzipienten”
Galectins: “Untersuchung von Lektin-Mucin-Wechselwirkungen mittels isothermer Titrationsmikrokalorimetrie https://link.springer.com/protocol/10.1007/978-1-4939-1396-1_5
Glycosaminoglycans: “Verwendung isothermer Titrationskalorimetrie zur Bestimmung von thermodynamischen Parametern von Protein-Glycosaminoglycan-Wechselwirkungen”
In Vitro Mutagenesis (Methods in Molecular Biology, volume 1498): “Biochemische und biophysikalische Methoden zur Untersuchung der Auswirkungen von ortsgerichteter Mutagenese auf enzymatische Aktivitäten und Protein-Protein-Wechselwirkungen”
Molecular Physiology and Ecophysiology of Sulfur: “Untersuchung von Protein-Protein-Wechselwirkungen zwischen Ferredoxin und Sulfit-Reduktase unter verschiedenen Natriumchloridkonzentrationen durch NMR-Spektroskopie und isotherme Titrationskalorimetrie”
Nucleic Acid Aptamers (Methods in Molecular Biology, volume 1380): “Label-freie Bestimmung der Dissoziationskonstanten von kleinem Molekül-Aptamer-Wechselwirkungen durch isotherme Titrationskalorimetrie”
Nucleic Acid Crystallography (Methods in Molecular Biology, volume 1320): “Isotherme Titrationskalorimetrie: Unterstützung der Kristallisation von RNA-Geweg-Ligand-Komplexen”
Polymer Micelles: “Mizellierungsthermodynamik von Pluronic P123 (EO20PO70EO20) amphiphiler Blockcopolymere in wässrigen Ethylammoniumnitrat-Lösungen (EAN)”
Potassium Channels (Methods in Molecular Biology, volume 1684): “Ionenbindung an Transportproteine unter Verwendung von isothermer Titrationskalorimetrie”
Semaphorin Signaling Methods (Methods in Molecular Biology, volume 1493): “Charakterisierung von Plexin-GTPase-Wechselwirkungen unter Verwendung von Gelfiltration, Oberflächenplasmonresonanzspektrometrie und isothermer Titrationskalorimetrie”
SH2 Domains (Methods in Molecular Biology, volume 1555): “Kalorimetrische Messung von SH2-Domän-Ligandenaffinitäten”
Thermodynamics and Kinetics of Drug Binding: “Thermodynamische Profilierung von Carboanhydrase-Inhibitoren”
Vitamin C: “Einschluss von Vitamin C in β-Cyclodextrin zur erweiterten und regulatorischen Freigabe”
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