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指尖“質譜”:納米孔技術打造便攜肽段質譜儀
來源:生物通 | 作者:分析測試百科網(wǎng) | 發(fā)布時間: 2019-02-25 | 2051 次瀏覽 | 分享到:
質譜儀對蛋白質研究來說可謂是無價之寶,但是它們通常體積龐大,價格昂貴,局限于專門的實驗室。當下,生物醫(yī)學領域的下一個革命直指蛋白質組學——對不同細胞類型中表達的蛋白質進行大規(guī)模分析。盡管你的身體里每一個細胞似乎都攜帶相同的DNA,但不同細胞類型的蛋白質表達差異很大。此外,蛋白質生產(chǎn)出來后會被修飾,添加其他東西影響其功能發(fā)揮。
        質譜儀對蛋白質研究來說可謂是無價之寶,但是它們通常體積龐大,價格昂貴,局限于專門的實驗室。當下,生物醫(yī)學領域的下一個革命直指蛋白質組學——對不同細胞類型中表達的蛋白質進行大規(guī)模分析。盡管你的身體里每一個細胞似乎都攜帶相同的DNA,但不同細胞類型的蛋白質表達差異很大。此外,蛋白質生產(chǎn)出來后會被修飾,添加其他東西影響其功能發(fā)揮。

  質量  

  納米孔技術是一種可以提供分析單個分子的方法。之前的研究,荷蘭格羅寧根大學化學生物學副教授Giovanni Maglia實驗室表明生物納米孔可以用來測量代謝物和識別蛋白質和肽。這些孔是結合在一個膜內(nèi)的大蛋白結構,分子進入或通過小孔時,會引起穿過小孔的電流發(fā)生變化。Maglia解釋說,測量肽質量的主要障礙是它們通過*小生物孔的速度太快,以至于無法讀取。

  制造更小的孔是一項挑戰(zhàn)。“孔是由許多單體組成的,因此我們*初修改了這些單體之間的相互作用,但這沒起作用。將單體與構成膜的大量脂類混合,反而形成的小孔比例更高,這讓Maglia團隊有了修改膜之間相互作用的思路。”


  有史以來*小的孔  

  然后,Maglia團隊制造出了漏斗狀的孔,在其狹窄的一端只有0.84納米,這是有史以來*小的生物孔。“下一個挑戰(zhàn)是確保肽能通過孔,無論其化學成分如何,”Maglia解釋說。“這些孔帶有負電荷,這是它們正常工作所必需的。”


  分辨率  

  不同尺寸的納米孔的測量表明電流與肽通過的體積成線性關系。這些肽段的長度從4到22個氨基酸不等。氨基酸丙氨酸和谷氨酸之間的差異可以在這個系統(tǒng)中檢出,這意味著納米孔質譜儀的分辨率大約是40道爾頓。“傳統(tǒng)質譜儀的分辨率要好得多,但是我們能把它的分辨率提高到這種程度,它就已經(jīng)能在蛋白質組學研究中起作用了,”Maglia說。“我們還有很多方法能繼續(xù)改進,比如用人工氨基酸設計納米孔,在溶液中使用不同離子,改變溫度等方法來降低噪音干擾。”

  納米孔系統(tǒng)有幾個獨特的賣點:測量單分子,商業(yè)已經(jīng)開始推廣,而且價格相對便宜;便攜,好處不言而喻;可拓展,允許設備使用不同的孔,您可以同時測量不同大小的肽甚至肽修飾。所有的一切都說明,多用途、便攜、廉價的多肽質譜儀是可行的,越來越多實驗室能夠負擔得起進行非常重要的蛋白質組學研究的經(jīng)費。

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