所有20种蛋白质原性氨基酸及其通过纳米孔的修饰的明确区分

科学领域:

• 生物化学 生物化学
• 纳米技术纳米技术
• 蛋白质组学是指蛋白质组学.

背景情况:

• 蛋白质是基本的生物分子,由20个标准氨基酸和各种后翻译修饰 (PTM) 组成.
• 通过纳米孔技术直接测序蛋白质受到无法同时区分所有氨基酸及其PTMs的阻碍.
• 现有的纳米孔传感器缺乏全面氨基酸和PTM区分所需的特异性.

研究的目的:

• 开发一种纳米孔传感器,能够同时区分所有20种蛋白质原性氨基酸和关键的翻译后修改.
• 通过先进的纳米孔传感实现直接蛋白质测序.
• 为了验证传感器在分析复杂的生物样本中的性能.

主要方法:

• 工程一个异质八度的Mycobacterium smegmatis porin A (MspA) 纳米孔,具有特定的Ni2+修饰.
• 使用机器学习算法来分析纳米孔信号数据以确定氨基酸和PTM.
• 测试纳米孔传感器与氨基酸补充剂片和酶消化的.

主要成果:

• 工程设计的MspA纳米孔实现了所有20种蛋白质原性氨基酸的完全区分.
• 该系统成功地确定了4种代表性的翻译后修改:Nω,N'ω-二甲基-氨酸 (Me-R),O-乙-三氨酸 (Ac-T),N4-(β-N-乙-D-葡萄糖氨酸) -氨酸 (GlcNAc-N) 和O-氨酸 (P-S).
• 通过机器学习辅助,获得了98.6%的整体精度,显示出高可靠性.

结论:

• 开发的Ni2+修饰的MspA纳米孔传感器可以同时分辨所有20种蛋白质生成氨基酸和代表性PTM.
• 这一进步是实现使用基于纳米孔的策略实现直接蛋白质测序的重要一步.
• 该技术显示出分析复杂生物样本的潜力,包括补充剂和消化.