蛋白酶在许多关键功能正常和异常的生化过程发生在细胞和组织层次的 1]。这包括角色发展的组织和器官,调节伤口愈合,坏死和凋亡 1- - - - - - 4]。蛋白酶也扮演积极的角色在疾病,如中风、癌症和50岁以上的遗传疾病( 2, 5- - - - - - 8]。此外,许多传染性微生物,包括病毒和细菌,使用蛋白酶作为重要的毒力因子( 2, 9- - - - - - 12]。相结合,这些属性表明蛋白酶是重要的研究和制药的目标要求改善敏感技术的发展在体内和体外都监控他们的活动。

大多数分析设计监控蛋白酶活动依赖于检测的乳沟或消化一个适当的衬底,如肽或蛋白质,被目标蛋白酶( 13, 14]。对于信号转导,这些分析通常使用的变化之间的荧光共振能量转移(FRET)两种不同的荧光体附着在基板的两端,后与蛋白酶的交互( 14- - - - - - 16]。这些分析通常有机染料使用的荧光团或荧光蛋白。或者,当分析需要一个完整的完整的本地蛋白质底物而不是最小的肽序列,结合其他分析技术,如放射性标记,使用凝胶电泳、质谱分析( 17, 18]。然而,每种方法有一定的局限性。例如,荧光蛋白和有机染料用于FRET-based检测吸收和发射光谱密集(小斯托克的变化),必然导致新的信号相声( 19]。成功实现的检测方案往往需要复杂的仪器和复杂的数据分析。传统的有机荧光团也可以pH敏感和对光不稳的。放射性同位素,另一方面,是越来越难以处理由于安全性和处理问题,而质谱需要复杂的仪器和耗时的样品制备和分析。

它最近被证明量子点发光是有效的荧光团中使用的各种若配置(例如,免疫测定标签或细胞探针)来检测特定分析物( 20., 21]。高量子产率和明显比传统的染料耐光性或荧光蛋白,量子点还提供了一些独特的优势烦恼捐助者( 22, 23]。这些包括优化光谱重叠的能力与特定受体通过选择QD供体发射以及令人兴奋的选择系统的受体吸收峰波长远离,从而减少受体的直接激励。中央QD可以与多个受体在单个QD-bioconjugate交互,这就增加了总体担心效率由于多个能量传递交互/共轭( 23, 24]。此外,可以使用几乎任何一个激励源QD,连同广泛选择发射颜色,可以兼容几乎所有的工具配置。我们和其他组织应用QD-based烦恼可溶性分子的检测,如营养糖麦芽糖,[爆炸三硝基甲苯,特定DNA片段。 25- - - - - - 29日]。日积月累,这些示威活动显示的潜力QD-protein物改善FRET-based若包括蛋白水解监控( 19, 30.]。

我们以前报道,使用量子点设计师肽底物结合,在控制的平均数量每QD及其序列肽连接,允许我们专门检测活动的各种蛋白酶包括caspase-1、凝血酶、胰凝乳蛋白酶和胶原酶( 31日]。蛋白水解化验进行过多的酶和过量底物条件下允许蛋白酶活性的定量监测,并提供洞察酶抑制的机制。为了演示这些物的潜力,一些抑制化合物测试对QD-thrombin-specific肽底物药物筛选试验。然而,作为基质,肽是有限的由于其小尺寸反过来限制了他们潜在的构象和完整protein-on-protein相互作用在许多情况下反射的生化作用和真正的细胞环境。在这个报告中,我们扩展这个QD-based传感策略包括完整的蛋白质为基质。我们将演示FRET-based监测蛋白质消化的蛋白水解酶,即蛋白酶K和木瓜蛋白酶,使用QD-protein轭合物为底物(见图 1)。酶消化数据分析的方式,允许我们估计的最小值为每个酶酶活性或速度分析中使用。酶的抑制机制也推断出从化验中执行特定抑制剂的存在。

CdSe-ZnS核壳量子点应用于本研究合成了步进式反应有机金属前体在协调溶剂混合物在高温下磷化氢辛酯/ trioctyphophine氧化物(上/威尼斯平底渔船)和胺。这个合成方案是详细的在以前的报告 32- - - - - - 36)和持续提供较低的纳米晶体多分散性和高量子收益率(QYs)。水溶性量子点通过交换本机前准备/威尼斯平底渔船表面覆盖与dihydrolipoic酸配体(DHLA) [ 35]。两个QD人群发射最大值主要集中在520 nm和530 nm;他们都有良好的光谱重叠Cy3染料吸收(见图 1)。

蛋白质用于这项研究包括麦芽糖结合蛋白和apomyoglobin。麦芽糖结合蛋白(MBP, MW ~ 44 kDa)附加c端pentahistidine ( 他的 5 在渣)序列和表达一个独特的半胱氨酸 95 c 以及apomyoglobin (MyG, MW ~ 17 kDa)表达了独特的半胱氨酸残 116 c 和附加c端 他的 6 是准备如前所述 37]。MBP95C和MyG116C都贴上maleimide-activated Cy3染料(Amersham生物科学,皮斯卡塔韦,新泽西);净化后,这产生了平均dye-to-protein (D / P) ~ 1如预期的比率( 25, 38]。

我们首先描述的烦恼属性QD-protein基质用于这项研究。QD-MyG-Cy3组件用作木瓜蛋白酶底物化验是由混合量子点20 pmol DHLA-capped MyG-Cy3浓度的增加(增加Cy3-to-QD比率, n )100年 μL 10毫米四硼酸钠缓冲pH值为8.5,让解决方案孵化20 - 30分钟;这对应于一个浓度为0.2 μ量子点M。同样,QD-MBP-Cy3 nanoassemblies针对蛋白酶K准备在10毫米消息灵通的缓冲pH值8.0(也在0.2 μ量子点M)。整除的这些解决方案被装载在微量滴定板井和荧光光谱收集每个dye-to-QD比率为两套组件。担心效率数据(来自捐赠者淬火)与平均dye-to-QD比率, n ,被用来构造标准/校准曲线,建立一对一的功能之间的关系担心效率和测量每QD-conjugate labeled-proteins每个系统的数量。这些标准曲线随后被用于转换的变化担心效率测量与目标交互配合酶在酶活性(见下文)。

烦恼的数据与效率 n 在福斯特也分析了形式主义为中心来确定值(QD-to-dye)分离距离 r 并获得洞察共轭结构使用以下表达式(发达centro-symmetric QD-protein-dye共轭)( 23]: (1) r = ( n ( 1 − E n ) E n ) 1 / 6 R 0 。 E n 担心效率和吗 R 0 指定福斯特半径对应 E n = 1 = 0.5 ( 19]。 R 0 表示为 (2) R 0 = 9.78 × 10 3 ( κ 2 n D 问 D 我 ] 1 / 6 , 在哪里 n D 介质的折射率, 问 D 捐赠者的PL量子产率在受体缺失的情况下, 我 光谱重叠的积分, κ 2 是偶极子取向的因素。的2/3值 κ 2 对应于一个随机的偶极子取向被证明是适合我们的自组装QD-protein-dye和QD-peptide-dye配合,详细( 23]。实验,担心效率 E 确定使用 (3) E n = ( F D − F D 一个 ) F D , 在哪里 F D 和 F D 一个 单独指定捐赠的荧光强度和供体受体(s)的存在,分别为( 19]。

QD-MyG-Cy3基质用于分析木瓜蛋白酶活动是由混合量子点20 pmol DHLA-capped(排放在520海里)与60 pmol MyG-Cy3(1:3的比例QD: MyG)在四硼酸钠缓冲pH值为8.5,让孵化20 - 30分钟;这个最初的股票的解决方案 E n = 3 ≈ 0.84 。整除的这些解决方案被装载在微量滴定板井。 番木瓜(σ,MW ~ 23 kDa, EC 3.4.22.2,与特定活动3.3户/毫克粉)溶解在硼酸缓冲所需的浓度是添加到每个(共计100 μL反应的解决方案),并允许QD轭合物的反应在室温下7 - 10分钟。最后的底物浓度为0.2 μ量子点M(和0.6 μ米MyG-Cy3)。PL发射光谱被收集在每个酶浓度。木瓜蛋白酶的抑制试验,三种类型的抑制剂添加到适当的井在表示浓度荧光数据收集: α碘乙酰胺(友邦保险,Sigma-Aldrich,圣路易斯,小姐),一个已知的非竞争性抑制剂的蛋白酶,添加在10毫米浓度和充当一个积极的控制;胃酶抑素(σ),肽基酸蛋白酶抑制剂和已知没有特异性半胱氨酸蛋白酶如木瓜蛋白酶,在推荐使用浓度为1 μM(负控制);和亮抑酶肽(σ),肽基的半胱氨酸蛋白酶抑制剂函数称为竞争抑制剂在100年进行了测试 μ米和300 μM浓度。

用于分析的基质蛋白酶K的活动,一个股票解决QD-MBP-Cy3配合准备率 n = 5 对应于一个初始担心效率 E n = 5 = 0.6 ;整除,这个解决方案是加载到微量滴定板的井。蛋白酶K (Pro-K MW ~ 27 kDa, EC 3.4.21.64,特定活动的30户/毫克蛋白,新英格兰生物学实验室,贝弗利,质量)稀释在10毫米消息灵通的缓冲区在pH值8.0添加到井几个浓度(总共100 μL反应的解决方案),并允许在室温下反应7 - 10分钟前荧光光谱收集和分析。最后QD-MBP (QD-substrate)浓度在每个是0.2 μ量子点的。Pro-K抑制试验,426年 μ米卡那霉素(σ,圣路易斯,小姐)添加到适当的井以及酶PL数据收集,在同一QD-MBP (QD-substrate)浓度。所有化验和标准差进行至少一式三份证明在适当的地方。

荧光光谱收集在一个Tecan萨菲尔双单色仪多功能微量滴定板读者(Tecan我们,研究三角园,NC)。样本兴奋在300 nm和完整的PL发射光谱或部分集成windows(宽度~ 2.5海里)从光谱的峰值发射QD和染料。

担心效率的变化收集的一系列酶浓度相比被校准曲线,推导完整蛋白质的比例估计每QD-conjugate留在反应后的解决方案。通过比较荧光数据初始股票的解决方案,衡量消化底物(浓度)数量的确定。酶活性率或“速度”被转换消化蛋白质的数量然后推导出[P]消化底物的浓度单位时间(d [P] / dt)。在这项研究中,我们定义了蛋白水解(或酶)的速度在每分钟单位摩尔蛋白质裂解。本研究使用的蛋白酶识别和裂解许多序列的蛋白质基质,然而,只有特定的消化dye-labeled段/地区的蛋白质基质转导事件的关键。尽管我们无法观察到的许多“沉默”乳沟事件,把观察到的烦恼从相应的消化作为一个单独的事件关联到摩尔蛋白质单位,我们可以定量估计的最小值在这些酶活性分析格式。在本质上,我们估计酶的下边界速度作为实际速度总是会至少这个值或更高。此外,我们使用最大速度或条件 V 马克斯 和明显的最大速度 V 马克斯 应用程序 来描述测量一种酶的活性最高的缺席或抑制剂的存在一个试验。在一个特定的分析,活动数据的拟合曲线让我们推导出渐近线,提供一个估计的酶周转率或速度。这些值代表最小或下边界。广泛的探讨了酶浓度。从完整的衬底附近的浓度在消化预计将发生在一个规定的20分钟的反应时间(原液)[ 39),一个串行稀释在几个订单准备,随后用于消化实验。通过限制消化实验浓度足够远低于股票的解决方案和使用~ 7 - 10分钟的反应时间,我们确保初始利率总是在实验条件来衡量。

与前面的QD-peptide基质,QD-protein接合方法用于这项研究是基于metal-affinity-driven自组装。这个过程是由之间的交互终端polyhistidine束附加在C - n端DHLA-capped蛋白质和金属表面的量子点CdSe-ZnS。在最近的一项研究中,我们已经表明,这种结合并不一定是由静电吸引力,因为它可以实现量子点使用限制与聚乙二醇(PEG)终止DHLA配体(中性DHLA-PEG配体),只要polyhistidine序列本身是良好的曝光和可用;这允许互相交叉的His-tract DHLA-PEG配体和直接访问的硫化锌纳米晶体的表面强约束力的( 40]。此外,我们的研究表明,这些交互是稳定预期的离解常数的~ 1 - 10纳米。Metal-affinity-driven自组装提供了稳定和功能配合试剂混合[10 - 15分钟内 31日]。这种结合方法还提供了一个独特的优势通过允许控制连接蛋白质/肽/ QD的平均数量和潜在方向内的蛋白质或多肽QD-bioconjugates [ 23, 41- - - - - - 43]。

图 2(一个)显示了复合PL光谱收集解决方案的QD-MyG-Cy3量子点(520海里)配合Cy3-to-QD比例增加, n 。图 2 (b)显示了一个烦恼的情节效率(QD PL一起损失)和 n ;这是上面介绍的标准曲线。QD PL损失的效率值计算(在deconvoluting复合光谱图所示 2(一个))。类似的原始光谱数据,QD PL损失和烦恼QD-MBP-Cy3收集效率的量子点(530海里)总成(数据没有显示)。数据进一步分析使用效率( 1)和( 2)提取分离中心到中心的距离,估计 r 的两套QD-protein组件。由于担心较高效率测量这些系统,异构性共轭价是占了福斯特形式拟合数据时使用泊松分布作为详细( 41]。中心QD-dye分离距离从520 nm QD-MyG-Cy3决定( R 0 ≅ 51 一)和530 nm QD-MBP-Cy3 ( R 0 ≅ 52.5 )程序集的51±2 A和65±3,分别。距离上面推导的差异主要是由于不同的蛋白质维度和标签的网站,量子点自520 nm和530 nm,有坚硬的半径相差只有~ 2 - 4 ( 22, 23]。这些值与蛋白质相一致的维度,从各自的分子量预期,晶体数据,具体dye-labeled残留的蛋白质序列( 44, 45]。QD-MBP-Cy3组件的值测量是在协议与先前的距离测量dye-labeling这个特殊的残渣(95 c) [ 23, 43]。相比之下,MyG是一个相对较小的蛋白质(MW ~ 17 kDa MW ~ 44 kDa MBP)相比,在较短的距离和分离结果产生更高的烦恼效率即使在小dye-to-QD比率;这是反映在QD PL ~ 50%的损失 n = 1 ( r ~ R 0 对于这个QD-dye一对)。我们应该强调校准曲线使用效率与烦恼 n ,或者dye-to-QD PL比率对比 n ,可以用来获取信息和抑制酶动力学参数。酶动力学两种形式提供类似的信息,因为我们最近发现QD-peptide基质( 31日]。

在这项研究中,我们集中在两个代表蛋白酶、木瓜蛋白酶和蛋白酶k。木瓜蛋白酶是一种典型的半胱氨酸蛋白酶劈开基本氨基酸的肽键,亮氨酸和甘氨酸,以及水解酯和酰胺。它通常用于提取碎片从全抗体,将游离细胞表面或组织,松肉粉( 46]。蛋白酶K (K肽链内切酶或Pro-K)是一个非特异性丝氨酸蛋白酶孤立的从模具上 Tritirachium专辑做准备活动高的具体活动;它非常适合实验要求短消化时间。Pro-K属于枯草杆菌蛋白酶超家族,蛋白酶,水解原生和变性的蛋白质。此外,Pro-K稳定在一个广泛的小灵通和温度及其活动不受螯合剂EDTA等的存在。发现了它的一系列的生物技术应用,包括消化蛋白质和核酸酶的失活(例如,隔离mRNA和高分子量DNA)作为一个工具,目标核酸物质的净化污染的蛋白质。Pro-K也被用于生产特点的蛋白质片段,可用于蛋白质结构/功能的研究( 47, 48]。此外,Pro-K可以灭活酶,因此可以作为一个潜在的抑制剂。木瓜蛋白酶进行了测试和520海里QD-MyG-Cy3 Pro-K测试530海里QD-MBP-Cy3基质,分别。

添加蛋白酶的解决方案QD-protein配合消化/劈开蛋白质基质,使染料受体远离QD表面扩散。这个系统改变了烦恼效率。监控烦恼率的变化作为酶浓度的函数在一个给定的反应时间我们化验的基础形式。比较这些变化的标准曲线可以提供估计的数量单位消化底物反应时间(即。速度在摩尔浓度MyG或报道,MBP裂解/分钟)。在选择起始QD-protein解决方案与酶混合在一起,我们把烦恼校准曲线,选择dye-to-QD比满足两个条件:(1)最初担心效率高,紧随其后的是(2)一个大的变化测量担心效率与目标酶相互作用,这将导致大动态范围的访问速度。因此,我们选择了一个比3 MyG-Cy3每QD化验针对木瓜蛋白酶和5 MBP-Cy3 QD针对Pro-K化验;这对应于 E n ≈ 0.6 分别和0.84 QD-MBP-Cy3和QD-MyG-Cy3总成(见图 2)。这样的比率应该提供大烦恼效率的变化在QD-bound衬底的乳沟。PL排放解决方案包含等量免费protein-dye(占direct-acceptor激发贡献)收集并减去之前从复合光谱数据分析(数据未显示)。

木瓜蛋白酶的抑制,我们测试了友邦保险的存在的蛋白酶活性很强的抑制浓度,以及已知的抑制剂不影响木瓜蛋白酶活动,抑肽素a友邦保险是一个特定于半胱氨酸的烷基化试剂/组氨酸残基在蛋白质和常用的是一个不可逆酶和蛋白酶抑制剂 49]。抑肽素(序列:Ac-Val-Val-Sta-Ala-Sta, Ac =乙酰和Sta = 3 s, 4 s-4-amino-3-hydroxy-6-methylheptanoic酸)是一种肽基的酸性蛋白酶抑制剂(天门冬氨酰肽酶),包括胃蛋白酶、肾素、牛凝乳酶和蛋白酶b是高度选择性和已知不抑制丝氨酸和半胱氨酸蛋白酶,如木瓜蛋白酶(即。-控制)。我们也探索木瓜蛋白酶抑制由亮抑酶肽在两个不同的浓度。亮抑酶肽是一种肽基(Acetyl-Leu-Leu-Arg-aldehyde)丝氨酸和半胱氨酸蛋白酶抑制剂。探讨抑制Pro-K,我们使用卡那霉素,享年426岁 μm·卡那霉素通常是作为一种广谱抗生素,因为它能抑制核糖体蛋白易位等复杂的抑制功能( 50]。我们应该强调的是,在选择一个特定抑制剂的初始浓度,我们称为推荐的实验协议具体为每个酶抑制剂对由制造商提供。因此,在每种情况下使用的抑制剂浓度是先验预期有效地改变目标酶的活动。

图 3(一个)显示了估计的块速度(d [P] / dt)与孤独的木瓜蛋白酶浓度增加(蓝色方块, V 马克斯 = 9 nM /分钟),木瓜蛋白酶在10毫米的友邦保险(红圈, V 马克斯 应用程序 = 3.4 nM /分钟),木瓜蛋白酶的1 μM抑肽素(紫色的三角形, V 马克斯 应用程序 ~ 9 nM /分钟)。观测数据和显著降低最大速度表明,友邦保险的存在直接影响酶活性。这一发现是一致的友邦的函数作为一个特异性的烷化剂将修改网站和其他变构残留的蛋白质反应。相比之下,本质上没有重大的改变以抑肽素的存在。图 3 (b)展示了速度块(d [P] / dt)单独使用与Pro-K QD-MBP-Cy3底物反应试验(蓝色曲线, V 马克斯 = 5.6 海里)或与卡那霉素Pro-K混合抑制剂(红色曲线, V 马克斯 应用程序 = 2。3 海里)。提取的值为 V 马克斯 约一个数量级小于测量对木瓜蛋白酶,归因于更高的特定活动的属性Pro-K (Pro-K活动30户/ mg相比3.3户/毫克木瓜蛋白酶)。卡那霉素、广泛的抗生素剂来源于不等 链霉菌属kanamyceticus分析解决方案,导致大量减少 V 马克斯 (~ 2.5倍)观察类似木瓜蛋白酶化验的友邦保险的存在。

的性质的变化速度与酶浓度观察添加抑制剂(如图 3)可以反映其动力学机制所涉及的抑制和可能。Lineweaver-Burk(是)分析,它使用一个阴谋的逆速度, 1 / V ,对逆酶浓度, 1 / ( E ] ,一般是用来确认机制(s)的酶抑制轴截距的变化值和抑制块的相对位置 51]。Lineweaver-Burk分析应用于测定结果如图 3收益率的类似行为QD-MyG反应papain-AIA和QD-MBP反应Pro-K-kanamycin(见图在图 4)。在Lineweaver-Burk情节, y 设在拦截= 1 / V 马克斯 结果确认抑制剂改变最大速度( V 马克斯 应用程序 ≠ V 马克斯 )。这些类型的变化也表明,混合在一个是阴谋 非竞争性的抑制控制在我们分析这些系统的交互格式( 52]。这证实了预计基于友邦的结构和功能,这将改变蛋白酶的结合位点和其他潜在的变构网站。由于其功能的复杂性,卡那霉素抑制Pro-K的确切机制,然而,没有完全清楚。

亮抑酶肽是一种已知的竞争性抑制剂丝氨酸和半胱氨酸蛋白酶及其推荐的有效范围是10 - 100 μ米对细菌细胞溶解产物(Sigma-Aldrich.com)。QD-Myg-papain的初始分析系统在100年和300年 μ导致适度调整 V 马克斯 虽然整体的形状曲线基本上保持不变,那就是表明一个竞争性抑制的过程(见图 5(一个))[ 52]。我们选择确认另一种格式的抑制效应通过添加亮抑酶肽浓度增加(与木瓜蛋白酶)混合解决方案包含QD-MyG基质。为此,我们固定底物浓度为0.2 μ量子点米(3 MyG-Cy3 /共轭),并维持高浓度的木瓜蛋白酶(15 μ米,接近饱和基于上述结果在图 5(一个)),但亮抑酶肽浓度逐渐增加。使用如此高的木瓜蛋白酶浓度确保对相当小的抑制剂浓度附近我们测量速度 V 马克斯 (适用于非竞争性抑制剂)。这些解决方案的速度收集的数据显示随着缓蚀剂浓度递减和允许我们估计抑制剂浓度对应于显著减少活动(> 50%)>(图2毫米 5 (b))。

日积月累,这些结果证实竞争抑制过程的分析表明,有效抑制浓度亮抑酶肽对木瓜蛋白酶的~ 20倍,建议半胱氨酸蛋白酶的细菌来源(如制造商推荐的)。然而,应该指出的是,虽然木瓜蛋白酶是相同的半胱氨酸蛋白酶超家族的一员,它最有可能有不同的结构和功能,因为它来源于植物的果实。这个结果也强调了预试的重要性任何酶抑制剂组合之前选择一个有效的抑制浓度在目标应用程序中,如从植物中提取核酸或水果而不是从细菌中提取。

在这个报告中,我们在以前的结果扩大QD-peptide基质和演示了使用量子点发光作为自组装nanoscaffolds FRET-based蛋白质基质半定量的检测蛋白水解酶活性来源于protein-protease交互。实验测试QD-protein基质在化验和没有添加抑制剂表明酶消化的抑制机制可以从分析推断的结果。当前传感组件也受益于阵列的多个副本的能力dye-labeled蛋白质在单个QD有助于提高担心效率和允许同时审讯的多个蛋白质基质相同的烦恼对酶(抑制剂)。

几个应该澄清这些传感组件的特定方面。与我们的先前的研究 23),我们不使用额外的标记蛋白质QD组件。这些通常是添加为他们帮助改善共轭异构引起的泊松分布动力学当自组装量子点小比例的蛋白质( 31日, 41, 42)和改善QY QD的共轭通过表面钝化作用[ 22, 53]。引入的误差基本忽略异质性和整体QY配合相当小的变化相比,测量担心效率的变化。此外,蛋白酶的性质和分析格式只允许我们使用推导出最小的酶活性,而不是其他值如米氏常数或转化率。

这两个酶利用这里可以在广泛的pH值函数和各种添加剂,pH值和轻微的选择基本是由量子点的溶解度与DHLA封顶时。此外,众所周知,即使是小的变化分析格式等相对集中,pH值或盐浓度可以显著改变活动动力学( 51, 52),因此很难比较试验数据和活动来收集,发表在其他报告。然而,看来,在一般情况下,所利用的底物的数量最少的酶检测和试验时间少得多底物浓度(> 1个数量级)比报告使用相同的酶( 54]。这强烈表明,QD大小和自组装纳米结构的蛋白质不会干扰蛋白水解活性,至少在酶测试。结合独特的QD稳定和前面提到的光物理性质,以及获得更高的灵敏度,都是可取的属性在任何蛋白水解测定格式。

最后,这样QD-protein基质可能直接适用于化验监测的非特异性的蛋白水解作用很重要,如在DNA制备( 47, 48]。其他dye-labeled肽等生物分子,DNA, RNA,或寡核苷酸适配子对酶,药物,或其他化学物质可以很容易地适应这确实格式和一些初步定性酶研究使用QD-substrates已报告,包括QD-sensor监测内酰胺酶与抗生素耐药性相关的活动( 55- - - - - - 58]。大量的假定的蛋白酶在人类基因组中(560年~)以及那些利用病原体,许多需要完整的蛋白质底物识别和乳沟/消化[ 1- - - - - - 4]。这里描述的QD-protein轭合物提供了一个可行的架构来检测蛋白质的消化活动对信号转导(使用烦恼 1, 2]。