Forskere udvikler ny metode til peptidsekventering baseret på nanopore-sensing-teknologi

Ny proteinsekventeringsteknologi med forbedret følsomhed og gennemløb vil bringe revolution inden for proteomik og klinisk diagnostik.

I en undersøgelse offentliggjort i Nature Methods , et forskerhold ledet af prof. Wu Haichen fra Institute of Chemistry of the Chinese Academy of Sciences (CAS), og prof. Liu Lei fra Institute of High Energy Physics of CAS har sammen med deres samarbejdspartnere udviklet en ny metode til peptidsekventering baseret på vært-gæst-interaktion-assisteret nanopore-sensing.

Historien om proteinsekventering kunne dateres tilbage til bestemmelsen af ​​den komplette aminosyresekvens af insulin af Sanger i 1950'erne. Men indtil videre er der kun to hovedmetoder til proteinsekventering, nemlig massespektrometri og Edman-nedbrydning.

I løbet af de sidste par årtier er nanopore-sensing dukket op som den seneste "forstyrrende" enkeltmolekyle-teknik og har opnået stor succes i den nye generation af DNA-sekventeringsudvikling. Dette har inspireret videnskabsmænd til at transplantere teknologien til enkeltmolekyle-proteinsekventering. Imidlertid står nanopore-sekventering af proteiner over for enorme udfordringer, såsom realiseringen af ​​en ensrettet transport af heterogent ladede peptidkæder gennem en nanopore og elektrisk identifikation af 20 individuelle aminosyrer eller deres kombinationer.

I denne undersøgelse foreslog forskerne en alternativ sekventeringsstrategi baseret på en forbedret vært-gæst-interaktion-assisteret nanopore-sensing-teknik.

Modelpeptiderne blev først fordøjet med carboxypeptidaser for at give en blanding af aminosyrer. Det næste nøgletrin var at koble de frigjorte aminosyrer til en FGGCD8⊂CB[7]-peptidprobe via en kovalent linker og derefter udsætte komplekset for translokationseksperimenter gennem vildtype-a-hæmolysin eller dets mutanter.

Endelig blev den aktuelle blokering af hvert FGGC(X)D8⊂CB[7]-peptid brugt til at identificere aminosyren X, og deres relative mængde blev brugt til at bestemme rækkefølgen af ​​den enzymatiske spaltning, dvs. sekvensen af ​​peptidet.

Denne undersøgelse tjener som en proof-of-concept demonstration for en ny metode, der er i stand til præcist at bestemme aminosyresekvensen af ​​et peptid. Selvom bemærkelsesværdige begrænsninger fortsætter, markerer dette et betydeligt fremskridt og afslører en lovende vej for fremtiden for proteinsekventering.

Flere oplysninger: Yun Zhang et al., Peptid-sekventering baseret på vært-gæst-interaktion-assisteret nanopore-sensing, Naturmetoder (2023). DOI:10.1038/s41592-023-02095-4

Journaloplysninger: Naturmetoder

Leveret af Chinese Academy of Sciences