天博南京大学研究团队实现纳米孔蛋白质组学重大突破—新闻—科学网 来源：天博企业 发表时间: 2024-06-09

卵白质是生命勾当的履行者，由20种自然存于的卵白质氨基酸组成。与高歌大进的DNA测序技能比拟，高敏捷、高通量的卵白质测序技能的成长严峻滞后，今朝仅Edman降解法以及质谱法能做到卵白质测序。然而，Edman降解法的序列阐发长度有限，质谱法的检测限以及动态规模拦阻了低品貌卵白质的阐发鉴定以及新型生物标记物的发明。单份子卵白质测序技能可以提供更高的敏捷度以及正确度，无望助力单细胞卵白质组学的成长。2023年，�첩《Nature》杂志将单份子卵白质测序技能评为将来一年对于科技立异孕育发生伟大影响的七项新技能之一。

比拟在核酸的4种核苷酸基本单位，卵白质由20种氨基酸构成，具备更繁杂的化学多样性。不管采纳哪一种读出体式格局，检测20个可区别的旌旗灯号自己就是一个很年夜的应战，正确解读卵白质上的翻译后润色信息对于阐发要领的检测分辩率提出了更高的要求。

近日，南京年夜学化学化工学院黄硕传授课题组构建了一种项目化耻垢分枝杆菌膜卵白A (MspA)纳米孔，实现了全数卵白质氨基酸及它们的翻译后润色检测。研究团队于孔道的紧缩区域引入了一个镍离子-次氮基三乙酸（Ni-NTA）适配体，哄骗配位彼此作用实现了全数卵白质氨基酸的间接检测以及区别，区别正确率高达98.8%，是世界上第一个能彻底分辩所有20种卵白质氨基酸的纳米孔。于本篇事情中，作者亦接纳了同种孔道，进而同时区别了4种常见的翻译后润色氨基酸。

图1：基在Ni-NTA润色的MspA纳米孔对于20种氨基酸的检测

随后，作者将该计谋用在多肽的氨基酸构成阐发。作者使用氨肽酶将肽消化为单个的氨基酸，然后哄骗纳米孔读取电流事务，颠末呆板进修辨认氨基酸身份，终极重构出原始肽序列的氨基酸图谱。

图2：基在纳米孔计谋的肽的氨基酸构成鉴定

该纳米孔传感器还可以于分辩20种氨基酸的同时间接分辩翻译后润色（如磷酸化、甲基化、糖基化、乙酰化），对于纳米孔卵白质测序以及翻译后润色的测序检测具备里程碑意思。

图3：呆板进修辅助20种自然氨基酸及4种润色氨基酸的辨认

该事情以“Unambiguous discrimination of all 20 proteinogenic amino acids and their modifications by nanopore”为题，在2023年9月25日于《Nature Methods》揭晓相干论文（论文链接：https://doi.org/10.1038/s41592-023-02021-8）。南京年夜学黄硕传授为该论文独一通信作者，化学化工学院玻士生王可凡、张善雨及物理学院玻士生周骁为该论文配合第一作者。此项研究获得了科技部国度重点研发规划、国度天然科学基金、江苏省天然科学基金等经费撑持。

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