2019-04-15 23:26:01
新方法有望随时获得难以研究的蛋白质

我们知道,DNA和基因组提供了生命的蓝图。但它是根据基因组指令制造的蛋白质,是生物体的基本要素,为所有细胞提供分子构建模块,是治疗的关键目标。

有许多不同种类的蛋白质构成人体,并且它们被广泛研究。但科学家们因无法轻易分析一些难溶于水的蛋白质而受到阻碍。对于存在于细胞膜中并且作为新药靶标具有最大潜力的蛋白质尤其如此。

在今天(2019年4月15日)发表在“自然方法”杂志上的一项研究中,由威斯康星大学麦迪逊分校的细胞和再生生物学和化学副教授Ying Ge领导的研究小组报告了一种能够提取和驾驶的新策略的发展 - 将蛋白质转化为水溶液,使用质谱分析技术可以有效地研究它们。新方法有望提供大量生物学见解,重要的是,它可能有助于鉴定治疗相关蛋白并提供新的疾病诊断技术。

“生物体中大约三分之一的蛋白质组是膜蛋白,”在华盛顿大学医学与公共卫生学院工作的葛解释说。 “它们在许多生物过程中发挥着重要作用,占细胞中已知'可吸毒'目标的三分之二。”

此外,由于蛋白质因衰老,疾病甚至治疗等因素而发生变化,它们可以为疾病或病症的过程提供线索,进一步深入了解分子水平上发生的变化。

科学家开发了多种研究蛋白质和方法的方法,例如质谱技术已经发展到研究人员可以准确测量蛋白质分子的分子量,揭示蛋白质序列和修饰的细节,有助于设计和发现有效新药。

但科学家必须首先使用表面活性剂,洗涤剂将蛋白质从细胞或组织样品中提取到水溶液中。然而,传统的表面活性剂会干扰蛋白质的质谱分析,因为它们压倒了质谱仪中蛋白质的信号。 Ge的团队寻找符合三个关键标准的代理商:它需要水溶性和快速降解;它需要是一种强力的表面活性剂;它需要与全蛋白质谱相兼容。

为了帮助从细胞和组织中提取膜蛋白进行分析,Ge和她的同事,包括主要作者Kyle Brown,一位威斯康星大学麦迪逊分校的研究生,博士后研究员Tania Guardado和化学教授Song Jin,设计并筛选了大量化合物并确定了一种可以成型为“可光裂解”的表面活性剂Azo。

Ge说,Azo的功能与常规表面活性剂非常相似,只是在表面活性剂分子的中间加入了可以通过简单的紫外线照射而破坏的化学键。当在进行质谱分析之前通过暴露于光来裂解键时,Azo分裂,仅留下蛋白质分子并消除干扰超灵敏分析的去污剂。

Ge说:“Azo能够对整个蛋白质进行有效的质谱分析,并开辟了研究膜蛋白质的新机会”,这在以前是无法获得的。 “这显着改善了整个蛋白质'自上而下'的质谱,它提供了来自同一基因的多种蛋白质形式的鸟瞰图。这些信息对于理解生物系统和破译疾病机制以及识别关键诊断至关重要标记和新的治疗目标。“

这是具有光可切割键的这种工程化分子首次用于全蛋白质分析。值得注意的是,偶氮可以很容易地合成,并可以用作最常用的表面活性剂的替代品。

威斯康星州校友研究基金会已就新技术提交了专利申请。

猜您喜欢的其它内容