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導語:
       我們知道,DNA和基因組是生命的藍圖。但生命功能的具體執行者是根據基因組指令制造的蛋白質,這是生物體的基本要素,為所有細胞提供分子構建模塊,也是治療的關鍵靶標。構成人體的蛋白質有許多不同種類,科學家們也一直在進行廣泛研究。但由于一些蛋白質難溶于水,因此研究受限,重要的是存在于細胞膜中并作為極大潛力新藥靶標的蛋白大多都是難溶于水的蛋白。



葛瑛:解決難溶性蛋白問題的革新性新方法——Azo

來自威斯康星大學麥迪遜分校的一組研究人員展開了深入探索,他們報告了一種能將這些蛋白轉化為水溶性蛋白,以便進行質譜分析的新方法……詳細全文




來自威斯康星大學麥迪遜分校的一組研究人員展開了深入探索,他們報告了一種能將這些蛋白轉化為水溶性蛋白,以便進行質譜分析的新方法。這一研究成果公布在4月15日的Nature Methods雜志上,由威斯康星大學麥迪遜分校的葛瑛(Ying Ge)領導完成。

“生物體中大約三分之一的蛋白質是膜蛋白,它們在許多生物過程中發揮著重要作用,占細胞中‘可藥用’靶標高達三分之二的比率”,葛瑛表示。

而且蛋白質會由于衰老,疾病甚至治療發生變化,如果能了解這些蛋白,就能幫助我們掌握疾病或病癥的過程,深入了解分子水平上發生的變化。

科學家開發了多種研究蛋白質的方法,例如質譜技術,目前的質譜技術已經可以幫助研究人員準確測量蛋白質分子的分子量,揭示蛋白質序列和修飾的細節。

但在研究過程中,大家還是必須首先加入表面活性劑,洗滌劑,將蛋白質從細胞或組織樣品中提取出來。然而,傳統的表面活性劑會干擾蛋白質的質譜分析。葛瑛研究組希望能找到符合三個關鍵標準的試劑:水溶性和快速降解、強有力的表面活性劑、與全蛋白質譜相兼容。

為了能從細胞和組織中提取膜蛋白進行分析,他們設計并篩選了大量化合物,從中找到了一種“可光裂解(photocleavable)”的表面活性劑——Azo。

Azo的功能與常規表面活性劑非常相似,只是在表面活性劑分子的中間加入了可以通過簡單紫外線照射被破壞的化學鍵。在進行質譜分析之前,可以通過暴露于光來裂解鍵,這樣Azo就會分裂,僅留下蛋白質分子。

葛瑛說:“Azo能夠對整個蛋白質進行有效的質譜分析,開辟了研究膜蛋白質的新道路”,這在以前來說簡直就是天方夜譚。這種方法改善了整個蛋白質‘自上而下'的質譜研究方式,從而能夠對來自同一基因的多種蛋白質形式進行鳥瞰!這些信息對于理解生物系統和破譯疾病機制具有重要意義。

這是具有光可切割鍵的工程化分子首次用于全蛋白質分析。值得注意的是,Azo合成很方法,可以用作取代最常用的表面活性劑。

威斯康星州校友研究基金會已就這一新技術提交了專利申請。

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作者簡介:

葛瑛(圖中)

葛瑛教授1997年畢業于北京大學,2002年在康奈爾大學獲得博士學位,而后在美國著名制藥公司輝瑞公司做藥物研發。2006年,葛教授加入美國威斯康辛大學,組建質譜系并擔任主任,2015年獲得終身教授職位,目前已發布高影響因子論文96篇,擔任美國強磁場中心顧問和美國質譜協會董事,并且是NIH、AHA、NSF、NASA等多個基金委員會的評委,以及包括Science、Nature、PNAS等多個頂級科學雜志的審稿人。



 

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