Nieuwe technologie voor eiwitsequencing met verbeterde gevoeligheid en doorvoer zal een revolutie teweegbrengen op het gebied van proteomics en klinische diagnostiek.

In een onderzoek gepubliceerd in Nature Methods heeft een onderzoeksteam onder leiding van prof. Wu Haichen van het Institute of Chemistry van de Chinese Academie van Wetenschappen (CAS), en prof. Liu Lei van het Institute of High Energy Physics van CAS, samen met hun medewerkers een nieuwe methode ontwikkeld voor peptidesequencing op basis van gastheer-gast-interactie-ondersteunde detectie van nanoporiën.

De geschiedenis van de eiwitsequencing zou terug kunnen gaan tot de bepaling van de volledige aminozuursequentie van insuline door Sanger in de jaren vijftig. Tot nu toe zijn er echter slechts twee belangrijke methoden voor eiwitsequencing, namelijk massaspectrometrie en Edman-degradatie.

Gedurende de afgelopen decennia is nanoporie-detectie naar voren gekomen als de nieuwste "ontwrichtende" techniek met één molecuul en heeft groot succes geboekt in de nieuwe generatie DNA-sequencing-ontwikkeling. Dit heeft wetenschappers geïnspireerd om de technologie te transplanteren naar eiwitsequencing met één molecuul. De nanoporiesequencing van eiwitten staat echter voor enorme uitdagingen, zoals de realisatie van een unidirectioneel transport van heterogeen geladen peptideketens door een nanoporie, en de elektrische identificatie van 20 individuele aminozuren of hun combinaties.

In deze studie stelden de onderzoekers een alternatieve sequencing-strategie voor, gebaseerd op een verbeterde gastheer-gast interactie-ondersteunde nanoporie-detectietechniek.

De modelpeptiden werden eerst gedigereerd met carboxypeptidasen om een ​​mengsel van aminozuren op te leveren. De volgende belangrijke stap was het koppelen van de vrijgekomen aminozuren aan een FGGCD8⊂CB[7]-peptidesonde via een covalente linker en het vervolgens onderwerpen van het complex aan translocatie-experimenten via wildtype α-hemolysine of zijn mutanten.

Ten slotte werd de huidige blokkering van elk FGGC(X)D8⊂CB[7]-peptide gebruikt om het aminozuur X te identificeren en hun relatieve overvloed werd gebruikt om de volgorde van de enzymatische splitsing te bepalen, d.w.z. de sequentie van het peptide. /P>

Deze studie dient als proof-of-concept-demonstratie voor een nieuwe methode die in staat is om de aminozuursequentie van een peptide nauwkeurig te bepalen. Hoewel opmerkelijke beperkingen blijven bestaan, markeert dit een aanzienlijke vooruitgang en onthult het een veelbelovende weg voor de toekomst van eiwitsequencing.

Meer informatie: Yun Zhang et al, Peptidesequencing gebaseerd op gastheer-gast interactie-ondersteunde nanoporie-detectie, Natuurmethoden (2023). DOI:10.1038/s41592-023-02095-4

Journaalinformatie: Natuurmethoden

Aangeboden door de Chinese Academie van Wetenschappen