物理科技生物学-PHYICA

第一次,DNA和蛋白质被全新设计的纳米孔感知

纳米技术 2022-08-12 23:58:14

东京农业科技大学 重新设计一种用于单分子检测的纳米孔,其中包含β-发夹肽

学分:东京农业技术大学川野龙治 日本研究人员设计了第一个自下而上设计的肽,包括氨基酸链,可以形成人工纳米孔来识别和实现脂质膜中遗传物质的单分子分类

生物纳米孔通常是由成孔蛋白质制成的通道,可以检测特定的分子,但这种天然通道很难识别,限制了在低成本、快速DNA测序、小分子检测等方面的应用

对应作者、日本东京农业科技大学(TUAT Agriculture and Technology University,tuki)教授川野隆治(Ryuji Kawano)表示:“纳米孔传感是一种无标签、单分子检测的强大工具。”

“这是首次使用全新设计的纳米孔来检测DNA和多肽

" 他们在11月22日的《自然纳米技术》上发表了他们的发现

根据Kawano的说法,全新设计的纳米孔是“从零开始”构建的,具有模拟天然蛋白质的潜力,以及检测特定蛋白质的能力

卡哇诺说,最关键的是,它们还可以被改造成人工分子机器,能够检测更广泛的分子——这可能有助于阐明目标蛋白质结构和功能之间的联系

“蛋白质的折叠结构由它们的线性多肽序列决定,并产生特定的蛋白质功能,”Kawano说,并指出所有蛋白质都有独特的结构和大小

“独特的一级结构是结构进化的结果,如随着时间的推移氨基酸残基的突变和选择

揭示这些原始信息与蛋白质结构之间的关系是科学的最终目标之一

" 为了开发能够更好地检测和识别实际应用分子的大型合成纳米孔,Kawano和团队设计了一种被称为SV28的肽

由于氨基酸的两臂成锐角弯曲,末端带有特定的电荷,发夹形肽的方向可以通过施加电压来精确控制

肽可以组装形成纳米孔结构,尺寸范围从1

7至6岁

3纳米,适合检测DNA分子

研究人员还通过添加一种突变来修饰SV28,这种突变会导致肽结构以特定的方式弯曲和扭曲

所得肽形成均匀分散的1

每个7纳米,能够检测单个多肽链——或者蛋白质的一半

这一成果可用于促进对蛋白质结构和功能之间关系的理解

在接下来的步骤中,该团队计划设计各种肽和蛋白质来构建不同类型的纳米孔,以帮助肽测序、作为分子机器人操作等等

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