Elektroniskā mēle proteīnu analīzei

garšu ainavas

Elektroniskie deguni izspiež izplūdes gāzes vai palīdz kontrolēt pārtikas kvalitāti. Mazāk zināms ir tas, ka mēlei ir arī līdzinieks: elektroniskās mēles spēj noteikt izšķīdušās vielas. Žurnālā Angewandte Chemie franču pētnieki tagad iepazīstina ar jaunu, īpaši vienkāršu pieeju elektroniskai mēlei, kas paredzēta proteīnu diferencēšanai.

Biosensori strādā ar specifiskiem ligandiem, piemēram, antivielām, kas selektīvi saistās ar meklēto molekulu. Ja vielas jādiferencē, katrai jāizstrādā piemērots ligands – laikietilpīga lieta. No otras puses, elektroniskie deguni vai mēles darbojas ar dažādu “receptoru” izvietojumu, pie kuriem meklējamais savienojums saistās ar dažādu stiprības pakāpi. Receptori ir jutīgi pret vairākām mērķa molekulām. Visu receptoru apvienotā reakcija katram meklētajam savienojumam dod īpašu modeli. Tā kā nevienam no receptoriem nav jābūt īpaši specifiskiem, tos var attīstīt daudz ātrāk un vienkāršāk.

Grupa, kuru vada Yanxia Hou, David Bonnaffé un Thierry Livache, tagad vēlas vēl vairāk samazināt pūles, kas saistītas ar elektronisko mēļu projektēšanu un ražošanu. To receptori rodas no mazāku molekulāro bloku maisījumiem ar dažādām fizikāli ķīmiskajām īpašībām. Atsevišķi pilieni ar dažādām celtniecības bloku koncentrācijas attiecībām tiek uzklāti tieši uz detektora zelta virsmas. Pašorganizācijas procesā receptori no tā rodas sīku molekulāro monoslāņu punktu veidā ar dažādu sastāvu. Pētnieki kā noteikšanas metodi izvēlējās virsmas plazmonu rezonanses spektroskopiju: izmērītās elektronu svārstības (plazmoni) mainās, molekulām adsorbējoties uz detektora receptoriem.

Lai pārbaudītu savu jauno mēles principu, pētniekus iedvesmoja heparāna sulfāts uz šūnas virsmas. Tie atpazīst dažādas mediatoru molekulas, piemēram, augšanas faktorus, kam ir nozīme daudzos fizioloģiskos un patoloģiskos procesos. Heparāna sulfāti ir cukura celtniecības bloku molekulas ar dažādiem sulfātu sānu grupu modeļiem un atšķirīgu saistīšanās specifiku. Pētnieki sintezēja divus heparasulfātam līdzīgus celtniecības blokus, vienu bez un vienu ar sulfātu grupām. Viņi izveidoja deviņu receptoru izkārtojumu no dažādām sajaukšanas attiecībām un pārbaudīja tos ar dažādiem proteīniem. Atbildes lielums, kas attēlots pret katru receptoru, nodrošina proteīnam raksturīgu nepārtrauktu profilu vai trīsdimensiju “ainavu”, kas ļauj ļoti viegli identificēt. Olbaltumvielu maisījumu profilus var arī matemātiski izsekot līdz atsevišķiem komponentiem.

Pētnieki pašlaik izmanto papildu celtniecības blokus, lai palielinātu receptoru daudzveidību šajā pirmajā mēles versijā. Nākotnē vajadzētu būt iespējai arī atšķirt ļoti līdzīgas olbaltumvielas.

Autors:

Yanxia Hou, CEA Grenoble (Francija), http://www.icmmo.u-psud.fr/Labos/LGMM/COM/cv/DB1.php

Lietišķā ķīmija, pastāvīgā saite uz rakstu:

http://dx.doi.org/10.1002/ange.201205346

Avots: Weinheim [ Angewandte Chemie ]