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研究人员破解蛋白质测序难题
本文转自：中国科学报
本报讯（记者杨晨）近日，四川大学华西医院耿佳团队与华西第二医院陈路团队合作，阐明了纳米孔单分子检测新策略，实现了对全部20种天然氨基酸的直接区分，提出并验证了纳米孔外切酶实时多肽测序（NEPS）方法，为实现单分子蛋白质测序提供了可行途径。相关研究发表于《自然-方法》。
蛋白质是生命活动的主要承担者，许多疾病的发生都与蛋白质异常直接相关，例如缺乏凝血因子会引起血友病；异常淀粉样蛋白斑可损害神经元，是阿尔茨海默病的潜在诱因。因此，破译蛋白质信息是探索生命现象、促进人类健康的关键一环。
然而，蛋白质由20种氨基酸组成，其复杂程度远超仅由4种核苷酸组成的核糖核酸或脱氧核糖核酸，对蛋白质进行测序相当于破译“生命天书”。探索快速、实时、准确、便捷的蛋白质测序新技术是当前全球生物技术与医药领域关注的焦点。
据介绍，该团队开发的NEPS技术首先通过在耻垢分枝杆菌孔蛋白A的孔道最窄处构建铜离子结合位点，使得氨基酸能够与铜离子-纳米孔蛋白复合物结合，从而产生特异性电流信号。不同氨基酸的电流信号可被机器学习算法准确区分。
该方法实现了全部20种天然氨基酸的高灵敏度、无修饰直接检测，并且可以拓展用于翻译后修饰氨基酸和非天然氨基酸的传感，结合多肽外切酶，还可进一步实时监测多肽水解反应。水解产生的单氨基酸信号丰度大小与氨基酸在多肽序列中的位置信息有显著相关性，可用于推测多肽序列。同时，NEPS技术还被验证可识别和区分与肿瘤和阿尔茨海默病等疾病相关的10种多肽。NEPS技术为最终破译“生命天书”、更精准的疾病诊断和治疗、更快的药物开发提供了有力工具。
相关论文信息：
https://doi.org/10.1038/s41592-024-02208-7
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快照生成时间：2024-03-14 08:45:03
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