分會(huì)

第五分會(huì)：生物分析化學(xué)

摘要

手性氨基酸廣泛存在于生命和化學(xué)過程中，通過翻譯后修飾或不對(duì)稱合成都可以實(shí)現(xiàn)氨基酸異構(gòu)化。但由于多肽中氨基酸異構(gòu)化位點(diǎn)的多樣性和有限的氨基酸酶切位點(diǎn)，液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)和圓二色性等方法僅能區(qū)分少數(shù)含D型氨基酸的多肽差向異構(gòu)體。雖然基于納米孔道的單分子方法已經(jīng)證明了通過設(shè)計(jì)特定手性環(huán)境來檢測(cè)手性分子的可能，但該策略難以推廣到分子內(nèi)手性的識(shí)別。因此，在對(duì)多肽中手性氨基酸識(shí)別方面缺乏可用的單分子技術(shù)，極大地限制了對(duì)更多生命和化學(xué)過程的發(fā)現(xiàn)和研究。使用來自大腸桿菌的外膜通道OmpF作為單分子手性傳感器，可以進(jìn)行單個(gè)多肽分子中手性氨基酸位置和數(shù)量的識(shí)別。OmpF作為孔徑最小的納米孔道之一，其收縮區(qū)最窄處直徑僅約0.7 nm，與氨基酸體積匹配。收縮區(qū)中帶電殘基的不對(duì)稱分布產(chǎn)生了強(qiáng)橫向靜電場(chǎng)，迫使多肽中的氨基酸側(cè)鏈在特定方向取向，從而產(chǎn)生差異性的特征離子電流信號(hào)。對(duì)于難以用質(zhì)譜區(qū)分的阿爾茲海默癥相關(guān)β-淀粉樣蛋白和其D-Asp1異構(gòu)體以及多肽藥物艾替班特和其D-Ser7異構(gòu)體，均能通過該策略實(shí)現(xiàn)單分子水平上的多肽分辨。該研究揭示了納米孔道中的不對(duì)稱性在檢測(cè)手性方面的潛力，為識(shí)別單個(gè)多肽的氨基酸手性異構(gòu)體提供了一種新機(jī)制，有望用于單分子蛋白質(zhì)組學(xué)研究。

關(guān)鍵詞

不對(duì)稱靜電場(chǎng);納米孔道;手性氨基酸;差向異構(gòu)體;單分子分析

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