Funktionel ion nanokanal-baseret tilgang til at detektere tyrosin-phosphorylering

Tyrosin-phosphorylering (pTyr) kan initiere cellulær signalering og styre cellulære funktioner. Dets dysregulering er impliceret i mange sygdomme, især kræftformer. Specifik påvisning af pTyr- er vigtig for at udvikle målrettede anti-cancer-lægemidler.

Den almindeligt anvendte metode til påvisning af pTyr er afhængig af det radiometriske assay med [γ- ³² P]-ATP som et substrat, som lider under brugen af ​​skadeligt radioaktivt reagens og generering af radioaktivt affald.

Antistofbaserede metoder og nogle syntetiske kemiske sensorer er også blevet udviklet for at opnå specifik detektion af pTyr til kinasehæmmer-screeningsassays. Imidlertid, disse metoder er ikke omkostningseffektive.

For nylig, en forskergruppe ledet af prof. Qing Guangyan fra Dalian Institute of Chemical Physics (DICP) under det kinesiske videnskabsakademi udviklede en ny tilgang baseret på en funktionel ion-nanokanalplatform til specifik sensing af tyrosin-phosphorylering.

Resultaterne blev offentliggjort i Journal of the American Chemical Society den 7. sept.

Ved at efterligne de multiple interaktioner af guanidiniumgrupper fra argininrester med phosphoryleret rest i proteiner, forskerne designet en funktionel polymer, der bærer rige guanidiniumgrupper for at modificere et ion-nanokanalsubstrat, og udviklet en funktionel nanokanalenhed.

Polymeren kunne genkende det phosphorylerede peptid (PP) gennem binding af guanidiniumgruppe med phosphatgruppe i PP, og amplificere en sådan genkendelse til den konformationelle ændring af selve polymeren. Yderligere, den konformationelle ændring blev konverteret til "OFF-ON" ændringen af ​​nanokanal ionflux, endelig opnå påvisning af PP ved hjælp af ændringen i ionstrøm.

Den specifikke genkendelse for pTyr-peptid fra dets modstykker pSer- og pThr-peptider blev opnået ved at konstruere en simpel nanofluidisk logisk gate, når Ca. ²⁺ blev indført som et konkurrencemæssigt bindende element.

Vigtigt, den fremragende pTyr-sensorkapacitet gør de funktionelle nanokanaler tilgængelige til realtidsovervågning af pTyr-processen med tyrosinkinase på et peptidsubstrat, selv i en kompliceret tilstand, og proof-of-concept-undersøgelsen af ​​monitorering af kinaseaktivitet viser dets potentiale i kinasehæmmerscreening.