Polydiacetylene (PDA) is a unique conjugated liposome that shows a significant colorimetric change in response to a variety of external environments such as temperature, pH and molecular recognition. In this study, we demonstrated that PDA liposome can be functionalized with Ni-NTA DOGS (1,2-dioleoyl-sn-glycero-3-{[N(5-amino-1-carboxypentyl) iminodiacetic acid] succinyl} (nickel salt) lipid to interact with His-tag protein, which could be analyzed qualitatively by colorimetric detection. The His-tag green fluorescent protein (GFP) extracted from the jellyfish, Aequorea Victoria, was expressed in bacteria and purified as a model protein. It was observed that Ni-NTA functionalized PDA liposome could specifically interact with the protein through chelation. Although further studies for sensitivity, specificity, and stability improvements should be necessary for clinical applications, it is believed that the results of  Ni-nitrilotriacetic acid (NTA)/methoxy polyethylene glycol (MPEG)-10,12-pentacosadiynoic acid (PCDA)/PCDA liposome with His-tag GFP present a potential platform system for simple detection and effective delivery of proteins in various biotechnology fields.

폴리디아세틸렌(PDA)은 온도, pH 및 분자 인식과 같은 다양한 외부 환경에 대한 반응으로 색변화를 나타내는 공액성 고분자 리포좀이다. 본 연구에서, 폴리디아세틸렌 리포좀에 Ni-NTA DOGS(1,2-dioleoyl-sn-glycero-3-{[N(5-amino-1-carboxypentyl) iminodiacetic acid] succinyl} (nickel salt) 지질을 추가하여 기능성을 가지는 표면이 될 수 있게 제작하였고, 이를 이용하여 일반적인 히스택 단백질의 표면 고정화와 그 확인을 위한 나노구조체로써 적용 가능성을 제시하였다. 해파리 Aequorea Victoria에서 유래한 녹색형광단백질(GFP)을 박테리아에서 발현 후 정제한 히스택 GFP를 모델 단백질로 사용하여 Ni-NTA로 표면 개질된 PDA 리포좀과 킬레이션한 경우 특이적인 결합능력을 보이는 것으로 확인하였다. 본 연구에서 개발한 Ni-nitrilotriacetic acid(NTA)/methoxy polyethylene glycol (MPEG)-10,12-pentacosadiynoic acid(PCDA)/PCDA 리포좀과 히스택 단백질을 사용한다면 의약학적 및 생물학적 분야에서 용이하게 단백질을 리포좀 표면에 부착하고 이를 검출할 수 있을 것이며, 의약용 단백질의 효과적 전달 및 효율적인 포뮬레이션을 위한 새로운 플랫폼으로써 사용할 수 있을 것으로 사료된다.

Keywords: polydiacetylene, liposome, chelation, green fluorescent protein, His-tag protein