Funktionella nanokanaler för att detektera tyrosinfosforylering. Kredit:QING Guangyan
Tyrosinfosforylering (pTyr) kan initiera cellulär signalering och styra cellulära funktioner. Dess dysreglering är inblandad i många sjukdomar, speciellt cancer. Specifik detektion av pTyr-är viktig för att utveckla riktade läkemedel mot cancer.
Den vanliga metoden för att detektera pTyr bygger på den radiometriska analysen med [γ- 32 P]-ATP som ett substrat, som lider av användningen av skadligt radioaktivt reagens och generering av radioaktivt avfall.
Antikroppsbaserade metoder och några syntetiska kemiska sensorer har också utvecklats för att uppnå specifik detektion av pTyr för kinashämmare screening-analyser. Dock, dessa metoder är inte kostnadseffektiva.
Nyligen, en forskargrupp ledd av prof. Qing Guangyan från Dalian Institute of Chemical Physics (DICP) vid den kinesiska vetenskapsakademin utvecklade ett nytt tillvägagångssätt baserat på en funktionell jon-nanokanalplattform för specifik avkänning av tyrosinfosforylering.
Resultaten publicerades i Journal of the American Chemical Society den 7 sept.
Genom att efterlikna de multipla interaktionerna av guanidiniumgrupper från argininrester med fosforylerade rester i proteiner, forskarna designade en funktionell polymer som bär rika guanidingrupper för att modifiera ett jon-nanokanalsubstrat, och utvecklade en funktionell nanokanalenhet.
Polymeren kunde känna igen den fosforylerade peptiden (PP) genom bindningen av guanidiniumgruppen med fosfatgruppen i PP, och förstärka sådan igenkänning till konformationsförändringen av själva polymeren. Ytterligare, konformationsförändringen omvandlades till "OFF-ON" förändring av nanokanaljonflöde, slutligen uppnå detektering av PP med hjälp av förändringen i jonström.
Den specifika igenkänningen för pTyr-peptid från dess motsvarigheter pSer- och pThr-peptider uppnåddes genom att konstruera en enkel nanofluidisk logisk gate när Ca 2+ infördes som ett konkurrensbindande element.
Viktigt, den utmärkta pTyr-avkänningskapaciteten gör de funktionella nanokanalerna tillgängliga för realtidsövervakning av pTyr-processen med tyrosinkinas på ett peptidsubstrat, även i ett komplicerat tillstånd, och proof-of-concept-studien av övervakning av kinasaktivitet visar dess potential vid screening av kinashämmare.
