Некоторые виды бактерий обладают способностью к отверстиям пунша в другие клетки и убить их. Они делают это, выпуская специализированных белков, называемых «порообразующих токсинов» (ПФТС), что защелки на мембране клетки и образуют пробки-как канал, который проходит через него. Это отверстие (структура?) через мембрану называется поре. Проткнуть несколько ПФТС, целевая клетка самоуничтожается.
Однако, ПФТС привлекли большого интереса вне бактериальных инфекций. В наноразмерные поры, что они используются для «чувствительного» биомолекул: биологические молекулы, например, ДНК или РНК, проходит через нанопор как струна, управляемым напряжением, и ее отдельные компоненты (например, нуклеиновых кислот в ДНК) выдавать отдельные электрические сигналы, которые могут считываться. На самом деле, чувствуя нанопор уже на рынке в качестве важного инструмента для ДНК или РНК-секвенирования.
Издание в природе связи, ученые во главе с Маттео дал Peraro в ЕПФЛ изучили еще один крупный ПФТ, что может быть эффективно использовано для более сложных датчиков, таких как секвенирование белка. Токсин aerolysin, который вырабатывается бактерией Аэромоноз hydrophila, и «членов-основателей» крупного семье ПФТС во многих организмов.
Одним из главных преимуществ aerolysin заключается в том, что она образует очень узкими порами, которые можно различить молекулы с гораздо более высоким разрешением, чем другие токсины. Предыдущие исследования показали, что aerolysin могут быть использованы для «смысла» несколько биомолекул, но там не было никаких исследований, посвященных взаимосвязи между структурой aerolysin и его молекулярной способности зондирования.
Исследователи впервые использовали структурную модель aerolysin для изучения ее структуры с компьютерного моделирования. Как белка, aerolysin состоит из аминокислот, и модель помогла ученым понять, как аминокислоты влияют на функцию aerolysin в целом.
Как только они понять этого отношения, исследователи начали стратегически изменить различные аминокислоты в компьютерной модели. Затем модель прогнозировала возможное влияние каждого изменения на общую функцию aerolysin.
В конце вычислительного процесса, д-р Чен ЦАО, ведущий автор этой работы, произведено шестнадцать генной инженерии, «мутант» aerolysin поры, встроенные в липидные бислои, чтобы имитировать свою позицию в клеточную мембрану, и проводят различные измерения (одноканальные записи и молекулярной транслокация экспериментов), чтобы понять, как ионная проводимость, ионная селективность, и транслокация свойства aerolysin пор регулируются на молекулярном уровне.
И с таким подходом, исследователи, наконец, нашли то, что движет отношениями между структурой и функцией aerolysin: его крышка. В aerolysin поры не просто труба, которая проходит через мембраны, но также есть крышки, как структура, которая притягивает и связывает молекулы-мишени и «тянет» его через канал поры. И исследование показало, что это электростатика в этой области крышки, которые определяют эти отношения.
«Путем понимать как структуру aerolysin поры подключается к своей функции, мы теперь можем проектировать пользовательские поры для различных приложений зондирования», — говорит Даль Peraro. «Это откроет новые, неизведанные возможности для секвенирования биомолекул как ДНК, белков и их посттрансляционных модификаций с перспективных применений в генной последовательности и определение биомаркеров для диагностики.» Ученые уже подали заявку на патент для их секвенирование и характеристика генетически модифицированных поры aerolysin.
сделать разницу: спонсорские возможности
Ответить
Хотите присоединиться к обсуждению?Не стесняйтесь вносить свой вклад!