Study of the Peptide-Peptide and Peptide-Protein Interactions and Their Applications in Cell Imaging and Nanoparticle Surface Modification

این پایان نامه بر مطالعه برهمکنش بین پروتئین و پپتیدها و کاربردهای بالقوه آنها در تصویربرداری سلولی و اصلاح سطح نانوذرات تمرکز دارد. با الهام گرفتن از جفت های اتصال سیم پیچ سیم پیچی که به طور طبیعی وجود دارند، یک برچسب پپتید کووالانسی و سیستم کاوشگر جدید را بر اساس مفهوم "همدلی کووالانسی هدایت شده با میل ترکیبی" پیشنهاد می کند. این روش جدید ایجاد شده، وضوح تکمیلی را برای برچسب‌گذاری، تصویربرداری و قاچاق پروتئین ارائه می‌کند. با بررسی سیستماتیک تعامل هماهنگی بین پروتئین و نقاط کوانتومی با استفاده از لیگاندهای پروتئین مهندسی شده مختلف، این پایان نامه یک قانون کلی برای خودآرایی پروتئین در سطح نقاط کوانتومی پیشنهاد می‌کند و یک پروتئین نانو کمربند متحول شده را مطابق با این قانون گزارش می‌کند. این نمونه خارق‌العاده‌ای از تحقیقات بین‌رشته‌ای است که از دیدگاه شیمی به مسائل زیست‌شناختی واقعی پاسخ می‌دهد.

This thesis focuses on the study of interactions between protein and peptides and their potential applications in cell imaging and nanoparticle surface modification. Drawing inspiration from naturally occurring coiled-coil binding pairs, it proposes a novel covalent peptide tag and probe system, based on the concept of “affinity guided covalent conjugation.” This newly established methodology provides complementary resolution to protein labeling, imaging and trafficking. By systematically investigating the coordination interaction between protein and quantum dots using various engineered protein ligands, this thesis proposes a general rule for protein self-assembly on the surface of quantum dots and reports a revolutionized nanobelt protein in accordance with this rule. It is an extraordinary example of interdisciplinary research, providing answers to real-life biological problems from a chemistry perspective.