納米技術:納米孔檢測肽和蛋白質的重大進展!

納米技術:納米孔檢測肽和蛋白質的重大進展!

納米孔技術用於測序DNA,價格便宜,手持式,可在叢林和太空中使用。使用該技術鑑定肽或蛋白質現在更近了一步。格羅寧根大學的科學家們利用獲得專利的納米孔來識別蛋白質和多肽的指紋,甚至可以檢測出一種氨基酸不同的多肽。結果於10月16日在Nature Communications雜誌上發表。

納米技術:納米孔檢測肽和蛋白質的重大進展!


格羅寧根大學的科學家們已經能夠識別出許多通過漏斗狀納米孔的肽和蛋白質。他們已經解決了兩個主要問題,這些問題阻礙了用納米孔分析和測序蛋白質的嘗試:通過記錄電流將多肽帶入孔中並鑑定蛋白質的差異。'納米孔通常攜帶電荷,構成多肽的氨基酸也帶電。因此,將多肽置於孔內並通過納米孔是一項挑戰,化學生物學副教授Giovanni Maglia解釋道。

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指紋!

他使用電滲流將多肽拉入毛孔。在穿過納米孔的應用電位下,離子和水的流動通過孔。如果可以控制離子電流的方向,則可以產生足夠強的流體流以輸送多肽。我們通過調整孔壁內的電荷來做到這一點。通過改變介質的pH值,可以微調電滲透流量和施加在孔隙上的電場力之間的平衡。

Maglia測試了5種不同的多肽,範圍從1到25千道爾頓。他說,我們使用與疾病相關的生物標記肽,具有不同的電荷和形狀。多肽進入孔中,穿過孔的電流為每個孔產生“指紋”。因此,他設法區分了21種氨基酸肽內皮素的兩種形式,它們只有一種氨基酸(色氨酸或蛋氨酸)不同。

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測序!

從納米孔中獲得良好的讀數很複雜。Maglia使用了他所表徵並獲得專利的新型毛孔。'過去使用的毛孔是桶形的,這意味著毛孔的形狀和大小具有根本的侷限性。但是,我們的孔有一個alpha螺旋漏斗形狀,並且所述窄端的大小,這是我們做我們的測量,意味著它應該只包含一個氨基酸,所以它更容易調整。”

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目前,多肽過快地通過孔以鑑定分開的氨基酸。這是單分子量級蛋白質測序所必需的。Maglia解釋說,它將是一種有價值的研究工具:“蛋白質可以通過許多獨特的方式進行化學修飾,而且我們對蛋白質在體內的確切成分信息很少。”這隻能在單分子水平上看到。

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Maglia:'分子診斷和生物標誌物的發現應該特別受益於蛋白質組的單分子表徵。納米孔技術已經被開發用於DNA測序,這是一個主要優點。該技術快速,廉價且穩健:納米孔測序裝置在現場使用,其中一種甚至被送往國際空間站。使用類似的技術鑑定蛋白質需要微小的適應,主要是在毛孔中。“理論上,我們明天可以建立一個應用程序。”


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