Ny proteinsekvenseringsteknologi med förbättrad känslighet och genomströmning kommer att skapa revolution inom proteomik och klinisk diagnostik.
I en studie publicerad i Nature Methods , ett forskarlag ledd av professor Wu Haichen från Institute of Chemistry vid den kinesiska vetenskapsakademin (CAS), och professor Liu Lei från Institute of High Energy Physics of CAS, tillsammans med sina medarbetare, har utvecklat en ny metod för peptidsekvensering baserad på värd-gästinteraktionsassisterad nanoporavkänning.
Historien om proteinsekvensering kunde dateras tillbaka till bestämningen av den kompletta aminosyrasekvensen för insulin av Sanger på 1950-talet. Men än så länge finns det bara två huvudmetoder för proteinsekvensering, dvs masspektrometri och Edman-nedbrytning.
Under de senaste decennierna har nanoporavkänning uppstått som den senaste "störande" tekniken med en enda molekyl och har vunnit stor framgång i den nya generationens utveckling av DNA-sekvensering. Detta har inspirerat forskare att transplantera tekniken till enmolekylär proteinsekvensering. Men nanoporesekvensering av proteiner står inför enorma utmaningar, såsom förverkligandet av en enkelriktad transport av heterogent laddade peptidkedjor genom en nanopore, och elektrisk identifiering av 20 individuella aminosyror eller deras kombinationer.
I denna studie föreslog forskarna en alternativ sekvenseringsstrategi baserad på en förbättrad värd-gästinteraktionsassisterad nanopore-avkänningsteknik.
Modellpeptiderna digererades först med karboxipeptidaser för att ge en blandning av aminosyror. Nästa nyckelsteg var att koppla de frisatta aminosyrorna till en FGGCD8⊂CB[7]-peptidsond via en kovalent linker och sedan utsätta komplexet för translokationsexperiment genom vildtyp-a-hemolysin eller dess mutanter.
Slutligen användes den aktuella blockeringen av varje FGGC(X)D8⊂CB[7]-peptid för att identifiera aminosyran X och deras relativa mängd användes för att bestämma ordningen för den enzymatiska klyvningen, dvs. sekvensen av peptiden.
Denna studie fungerar som en proof-of-concept demonstration för en ny metod som kan exakt bestämma aminosyrasekvensen för en peptid. Även om anmärkningsvärda begränsningar kvarstår, markerar detta ett betydande framsteg och avslöjar en lovande väg för framtiden för proteinsekvensering.
Mer information: Yun Zhang et al, Peptidsekvensering baserad på värd-gästinteraktionsassisterad nanoporavkänning, Naturmetoder (2023). DOI:10.1038/s41592-023-02095-4
Journalinformation: Naturmetoder
Tillhandahålls av Chinese Academy of Sciences
