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指尖“質(zhì)譜”：納米孔技術(shù)打造便攜肽段質(zhì)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 | 1771 次瀏覽 | 分享到:
質(zhì)譜儀對蛋白質(zhì)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(dāng)下，生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的下一個革命直指蛋白質(zhì)組學(xué)——對不同細(xì)胞類型中表達(dá)的蛋白質(zhì)進(jìn)行大規(guī)模分析。盡管你的身體里每一個細(xì)胞似乎都攜帶相同的DNA，但不同細(xì)胞類型的蛋白質(zhì)表達(dá)差異很大。此外，蛋白質(zhì)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(zhì)譜儀對蛋白質(zhì)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(dāng)下，生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的下一個革命直指蛋白質(zhì)組學(xué)——對不同細(xì)胞類型中表達(dá)的蛋白質(zhì)進(jìn)行大規(guī)模分析。盡管你的身體里每一個細(xì)胞似乎都攜帶相同的DNA，但不同細(xì)胞類型的蛋白質(zhì)表達(dá)差異很大。此外，蛋白質(zhì)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(zhì)量  

　　納米孔技術(shù)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(xué)化學(xué)生物學(xué)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(zhì)和肽。這些孔是結(jié)合在一個膜內(nèi)的大蛋白結(jié)構(gòu)，分子進(jìn)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(zhì)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)?！翱资怯稍S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(gòu)成膜的大量脂類混合，反而形成的小孔比例更高，這讓Maglia團(tuán)隊有了修改膜之間相互作用的思路?！?/span>


  有史以來*小的孔  

　　然后，Maglia團(tuán)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?！跋乱粋€挑戰(zhàn)是確保肽能通過孔，無論其化學(xué)成分如何，”Maglia解釋說?！斑@些孔帶有負(fù)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(guān)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(zhì)譜儀的分辨率大約是40道爾頓?！皞鹘y(tǒng)質(zhì)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(zhì)組學(xué)研究中起作用了，”Maglia說。“我們還有很多方法能繼續(xù)改進(jìn)，比如用人工氨基酸設(shè)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?！?/span>

　　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(shè)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(zhì)譜儀是可行的，越來越多實驗室能夠負(fù)擔(dān)得起進(jìn)行非常重要的蛋白質(zhì)組學(xué)研究的經(jīng)費。