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科技工作者之家 2020-10-10
来源:X一MOL资讯
电泳和蛋白质印迹是蛋白质分离和鉴定的主要技术之一。电泳利用了不同蛋白质分子之间大小和带电量的差异,达到将不同种类蛋白分离的目的。蛋白质印迹则是在蛋白分离后,用抗体特异性结合的原理,鉴别出对应蛋白的种类。这些步骤都需要一定量的蛋白样品,否则含量过低的蛋白将难以分离和检测。如果能把灵敏度提高到单分子水平,那么这些问题或将得以解决。
受到这些传统的蛋白检测原理的启发,亚利桑那州立大学生物设计研究所生物电子和传感器中心的王少鹏(Shaopeng Wang)团队开发了一种单分子蛋白分析方法,该方法通过分析电场对单分子的作用,可同时测量出单蛋白的大小和电量。首先,利用链状的PEG分子将单蛋白分子连接在表面,再在垂直方向施加一个交流电场,由于蛋白在溶液中带电,蛋白会随着电场振动。将振动的蛋白放置于渐逝场中,可以通过测量蛋白对渐逝场的散射光强度,来精确的测量蛋白的振动情况,其精度可达到纳米级。蛋白的大小与散射光强度相关,带电量与电场和振幅相关,通过测量这些参数,就能算出同一个蛋白分子的大小和电量。
图1. 单蛋白振动成像。左:单蛋白分子由PEG链接在ITO表面,受一个垂直于表面的电场驱动而振动。右:四个IgG单蛋白分子在渐逝场中的散射图像。图片来源:Nat. Commun.
在蛋白分子振动过程中,如果有其他分子或离子与该蛋白分子结合,那么该蛋白分子的大小和电量也会发生变化,导致振动发生变化。所以通过对蛋白振动的实时监测,可以测量该蛋白与其他分子或离子的相互作用。比如测量抗体和单蛋白的特异性结合,可以鉴定单蛋白的种类。此外,不同种类的蛋白也可通过测量单分子的大小和电量进行区分,呈现与传统双向电泳类似的结果。
图2. IgG 与 IgG抗体结合前后分子直径(左)和电荷(中)变化。不同蛋白单分子通过直径和电量得以区分(右)。图片来源:Nat. Commun.
来源:X-molNews X一MOL资讯
原文链接:http://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzAwOTExNzg4Nw==&mid=2657662975&idx=7&sn=e82df92c46891ce085c71c4a8eb45196&chksm=80f89e2fb78f17394e2004b86f7591af63ae9399203c01aa11cb25b12d46f544cfdaf8128c06&scene=27#wechat_redirect
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