

對(duì)單個(gè)生物分子(核酸、肽、蛋白質(zhì)等)的傳感檢測(cè)和表征在各種生物應(yīng)用中具有十分重要的意義,因其固有特性和行為常與多種疾病發(fā)展密切相關(guān)。在各種分析技術(shù)中,納米孔作為一種簡(jiǎn)便的非標(biāo)原位單分子分析工具已得到廣泛的應(yīng)用。近年來(lái),研究人員在擴(kuò)大納米孔的多功能性以實(shí)現(xiàn)對(duì)遺傳、蛋白質(zhì)組學(xué)和表觀遺傳生物學(xué)標(biāo)志物的檢測(cè)、酶活性的評(píng)估、以及未知代謝物的發(fā)現(xiàn)與研究等方面做出了大量的努力。

來(lái)自南京大學(xué)的龍億濤、應(yīng)佚倫課題組以氣單胞菌溶素生物納米孔為重點(diǎn)進(jìn)行研究,在VIEW上發(fā)表了前瞻觀點(diǎn)性文章。(DOI: 10.1002/VIW.20200006)
氣單胞菌溶素納米孔是一個(gè)表征良好的單生物分子界面,具有明確的受限空間。在電場(chǎng)下,單胞菌溶素納米孔可以利用其受限空間來(lái)捕獲和容納單個(gè)納米分子。為了進(jìn)一步提高離子電流對(duì)靶分子響應(yīng)的特異性和敏感性,他們制備了突變型氣單胞菌溶素納米孔,并對(duì)其傳感機(jī)理進(jìn)行了探索。精巧的設(shè)計(jì)使每一個(gè)氨基酸都能在氣單胞菌溶素單分子界面上以精確的化學(xué)基團(tuán)進(jìn)行定點(diǎn)控制。關(guān)鍵突變位點(diǎn)包括與成孔有關(guān)的谷氨酰胺-212(Q212)和賴(lài)氨酸-238(K238),其中K238是蛋白質(zhì)β-桶形區(qū)域的一個(gè)關(guān)鍵傳感點(diǎn)。由于化學(xué)基團(tuán)之間的多種弱空隙-分析物相互作用(如靜電相互作用、氫鍵作用、范德華力)和空間限制效應(yīng),氣單胞菌溶素變異體在隨機(jī)傳感過(guò)程中對(duì)單個(gè)分析物呈現(xiàn)出極高的靈敏度和選擇性。研究者認(rèn)為,這些精心設(shè)計(jì)的納米孔有望為生物物理、診斷應(yīng)用提供了更多的機(jī)會(huì),甚至成為單分子蛋白質(zhì)測(cè)序的潛在候選者。
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https://doi.org/10.1002/VIW.20200006
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