page_banner

novice

news

Posnemanje fizioloških pogojev pomaga raziskovalcem najti kovinska veziva

Raziskovalci so razvili metodo za identifikacijo majhnih molekul, ki vežejo kovinske ione.Kovinski ioni so bistveni v biologiji.Toda ugotoviti, s katerimi molekulami - in zlasti s katerimi majhnimi molekulami - ti kovinski ioni v interakciji, je lahko izziv.

Za ločevanje metabolitov za analizo običajne metabolomske metode uporabljajo organska topila in nizke pH vrednosti, kar lahko povzroči disociacijo kovinskih kompleksov.Pieter C. Dorrestein s kalifornijske univerze v San Diegu in sodelavci so želeli obdržati komplekse skupaj za analizo s posnemanjem naravnih pogojev, ki jih najdemo v celicah.Toda če bi med ločevanjem molekul uporabili fiziološke pogoje, bi morali ponovno optimizirati pogoje ločevanja za vsako fiziološko stanje, ki so ga želeli testirati.

Namesto tega so raziskovalci razvili dvostopenjski pristop, ki uvaja fiziološke pogoje med običajno kromatografsko ločitvijo in masno spektrometrično analizo (Nat. Chem. 2021, DOI: 10.1038/s41557-021-00803-1).Najprej so ločili biološki ekstrakt z uporabo konvencionalne visoko zmogljive tekočinske kromatografije.Nato so prilagodili pH toka, ki izstopa iz kromatografske kolone, da posnema fiziološke pogoje, dodali kovinske ione in zmes analizirali z masno spektrometrijo.Dvakrat so izvedli analizo, da so dobili masne spektre majhnih molekul s kovinami in brez njih.Da bi ugotovili, katere molekule vežejo kovine, so uporabili računalniško metodo, ki uporablja oblike vrhov za sklepanje povezav med spektri vezanih in nevezanih različic.

Eden od načinov za nadaljnje posnemanje fizioloških pogojev, pravi Dorrestein, bi bil dodajanje visokih koncentracij ionov, kot sta natrij ali kalij, in nizke koncentracije kovine, ki nas zanima.»To postane tekmovalni eksperiment.V bistvu vam bo povedal, OK, ta molekula pod temi pogoji ima večjo nagnjenost k vezavi natrija in kalija ali te edinstvene kovine, ki ste jo dodali,« pravi Dorrestein."Hkrati lahko vnesemo veliko različnih kovin in resnično lahko razumemo prednost in selektivnost v tem kontekstu."

V izvlečkih kulture iz Escherichia coli so raziskovalci identificirali znane spojine, ki vežejo železo, kot sta yersiniabactin in aerobactin.V primeru yersiniabactina so odkrili, da lahko veže tudi cink.

Raziskovalci so v vzorcih identificirali spojine, ki vežejo kovine, tako zapletene kot raztopljena organska snov iz oceana."To je absolutno eden najbolj zapletenih vzorcev, ki sem jih kdaj pogledal," pravi Dorrestein."Verjetno je tako zapleteno kot, če ne celo bolj zapleteno kot surova nafta."Metoda je identificirala domoinsko kislino kot molekulo, ki veže baker, in predlagala, da veže Cu2+ kot dimer.

"Omični pristop za identifikacijo vseh metabolitov, ki vežejo kovino, v vzorcu je izjemno uporaben zaradi pomena biološkega keliranja kovin," piše Oliver Baars, ki preučuje metabolite, ki vežejo kovine, ki jih proizvajajo rastline in mikrobi na državni univerzi North Carolina State University. E-naslov.

"Dorrestein in sodelavci nudijo eleganten, zelo potreben test za boljše sondiranje, kakšna bi lahko bila fiziološka vloga kovinskih ionov v celici," piše Albert JR Heck, pionir analiz native masne spektrometrije na univerzi Utrecht, v elektronskem sporočilu."Možni naslednji korak bi bil, da bi metabolite v naravnih pogojih ekstrahirali iz celice in jih frakcionirali tudi v naravnih pogojih, da bi videli, kateri presnovki nosijo katere endogene celične kovinske ione."

Kemijske in inženirske novice
ISSN 0009-2347
Avtorske pravice © 2021 American Chemical Society


Čas objave: 23. december 2021