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Nature Methods:检测单分子的新方法,有助于新冠病毒疫苗研发

作者:生物通 时间:2020-03-04 15:59:00

生物学可能可以是模糊的,但医学涉及处理非常复杂的分子混合物,来自美国西北大学开发的一项新技术现在可以精确地测量蛋白质,精确到原子水平,这为科学家提供了一种重要的工具。

这种强大的新方法被称为个体离子质谱法(individual ion mass spectrometry,I2MS,生物通注),可以确定各种完整蛋白的精确质量。它在单个基础上称重每个分子。这有望帮助人们了解疾病和感染,并加快针对冠状病毒等致命病毒的疫苗设计。

这一新发现公布在3月2日的Nature Methods杂志上,这种方法能从根本上检测蛋白质单个分子或其配体(例如完整病毒)的详细信息。

(蛋白质或病毒样颗粒的单分子围绕Orbitrap分析仪旋转,确定其确切质量)

研究人员表明,他们的方法使用市售的Orbitrap分析仪系统,可以用于分析完整蛋白质的超复杂混合物,甚至可以是在其中携带多种“货物”的整个病毒颗粒。这种强大的多功能性将会让高分子精度分析席卷整个疫苗学,病毒学,神经退行性疾病和其它生物学的各种问题。

领导这项研究的Neil L. Kelleher说:“随着时间的流逝,快速表征病毒及其传染性分子的数量可能有助于科学家了解正在发生的突变。”

“无论是直接表征不同的病毒株或分析不同的疫苗配方,我们的新技术现在都可以直接用于这些含蛋白质的样品上,应对当今最紧迫的挑战。”

Kelleher是top-down蛋白质组学领域的先驱,其研究组是世界上研究完整蛋白质的领衔小组之一。他表示,这项技术将帮助科学家进一步了解病毒外壳(称为衣壳)的组成以及衣壳内的传染性分子。由于研究人员可以一次分析少数单个病毒颗粒,因此他们可以提取有关每个颗粒中精确变异的信息。

该研究的第一作者Jared O. Kafader说:“许多研究小组正在研究将病毒衣壳作为向病人提供救生药物的一种手段。” “我们的技术提供了一种实用的方法,来确定携带分子中是否包含正确的药物,或查明每个病毒颗粒中的实际成分。”

上发表的Kelleher小组的一项此外,这一研究组近期在the Journal of Proteome Research杂志上发文,将I2MS的分析扩展到完整物种的碎片化。研究人员说,通过将完整的蛋白质片段化,可以确定有关蛋白质修饰或突变位置的重要信息。这些修饰对于理解蛋白质如何在癌症患者中改变具有重要意义。

原文标题:

Multiplexed mass spectrometry of individual ions improves measurement of proteoforms and their complexes



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