Porestørrelse alene betyder ikke noget, når biologiske nanoporer fungerer som sukkerkædebiosensorer

Proteinnanoporer er til stede i cellemembraner og fungerer som biologiske gateways. Det betyder, at de også kan bruges til påvisning af specifikke bioaktive molekylekæder, som sukkerkæder, såsom molekyler fra glycosaminoglycan-familien. Sidstnævnte er ansvarlige for nøgleinteraktioner på celleniveau. De medierer typisk interaktioner med celleoverflader eller med proteiner, resulterer i aktivering af fysiologiske og patologiske virkninger i embryonal udvikling, cellevækst og -differentiering, inflammatorisk respons, tumorvækst og mikrobiel infektion. Brugen af ​​sådanne nanoporer som biosensorer kræver fuldt ud at forstå de indviklede mekanismer, der opstår, når sukkerkæder passerer gennem dem.

I en ny undersøgelse offentliggjort i EPJ E , Aziz Fennouri fra Paris-Saclay University i Evry, Frankrig, og kolleger skitserer nøglekriterierne, der bestemmer effektiviteten af ​​to typer nanoporer i påvisningen af ​​sukkerkæder.

Specifikt, forfatterne studerer, hvordan to 10 nanometer brede proteinnanoporer - nemlig α-hæmolysin (α-HL) fra Staphylococcus aureus og aerolysin (AeL) fra Aeromonas hydrophila - påvirker evnen af ​​sukkerkædekomponenter i store biomolekyler, såsom hyaluronsyre til at passere gennem nanoporerne.

Forfatterne finder, at når sukkerkæderne kommer ind fra den brede ende af tragten, der udgør hver pore, AeL kan bruges til at detektere korte sukkerkæder. Derimod α-HL formår ikke at detektere så korte kæder, fordi de krydser nanoporen for hurtigt. Det modsatte sker, når sukkerkæder placeres i den tynde ende af den tragtformede pore.

Disse resultater viser, at valget af den nanopore, der bruges til at udføre biosensing-eksperimenter, er afgørende. Andre kriterier end den indvendige diameter af poren skal tages i betragtning, når man udtænker biosensorer, der så er egnede til detektion. Andre parametre, der skal overvejes, inkluderer ladningsfordelingen i poren, mulige interaktioner, der forekommer på den indre væg af porekanalen, og geometrien af ​​porekanalen.