Identifying metal-binding small biological molecules

Ang paggaya sa mga physiological na kondisyon ay nakakatulong sa mga mananaliksik na makahanap ng mga metal binder

Ang mga mananaliksik ay nakabuo ng isang paraan para sa pagtukoy ng maliliit na molekula na nagbubuklod sa mga ion ng metal.Ang mga metal ions ay mahalaga sa biology.Ngunit ang pagtukoy kung aling mga molekula—at lalo na kung aling mga maliliit na molekula—ang nakikipag-ugnayan sa mga metal ions na iyon ay maaaring maging mahirap.

Upang paghiwalayin ang mga metabolite para sa pagsusuri, ang mga karaniwang pamamaraan ng metabolismo ay gumagamit ng mga organikong solvent at mababang pH, na maaaring maging sanhi ng paghihiwalay ng mga metal complex.Nais ni Pieter C. Dorrestein ng Unibersidad ng California San Diego at ng mga katrabaho na panatilihing magkasama ang mga complex para sa pagsusuri sa pamamagitan ng paggaya sa mga katutubong kundisyon na matatagpuan sa mga cell.Ngunit kung gumamit sila ng mga kondisyong pisyolohikal sa panahon ng paghihiwalay ng mga molekula, kailangan nilang muling i-optimize ang mga kundisyon ng paghihiwalay para sa bawat kondisyong pisyolohikal na gusto nilang subukan.

Sa halip, bumuo ang mga mananaliksik ng dalawang yugto na diskarte na nagpapakilala ng mga kondisyong pisyolohikal sa pagitan ng isang kumbensyonal na chromatographic separation at isang mass spectrometric analysis (Nat. Chem. 2021, DOI: 10.1038/s41557-021-00803-1).Una, pinaghiwalay nila ang isang biological extract gamit ang conventional high-performance liquid chromatography.Pagkatapos ay inayos nila ang pH ng daloy na lumalabas sa chromatographic column upang gayahin ang mga kondisyon ng pisyolohikal, idinagdag ang mga ion ng metal, at sinuri ang pinaghalong may mass spectrometry.Dalawang beses nilang pinatakbo ang pagsusuri upang makakuha ng mass spectra ng maliliit na molekula na may at walang mga metal.Upang matukoy kung aling mga molekula ang nagbubuklod sa mga metal, gumamit sila ng isang computational na paraan na gumagamit ng mga peak na hugis upang ipahiwatig ang mga koneksyon sa pagitan ng spectra ng mga nakatali at hindi nakatali na mga bersyon.

Ang isang paraan upang higit pang gayahin ang mga kondisyon ng physiological, sabi ni Dorrestein, ay ang pagdaragdag ng mataas na konsentrasyon ng mga ions tulad ng sodium o potassium at mababang konsentrasyon ng metal na interes."Ito ay nagiging isang eksperimento sa kumpetisyon.Ito ay karaniwang magsasabi sa iyo, OK, ang molekula na ito sa ilalim ng mga kundisyong iyon ay may higit na posibilidad na magbigkis ng sodium at potassium o ang isang natatanging metal na iyong idinagdag, "sabi ni Dorrestein."Maaari kaming mag-infuse ng maraming iba't ibang mga metal nang sabay-sabay, at talagang mauunawaan namin ang kagustuhan at pagpili sa kontekstong iyon."

Sa mga extract ng kultura mula sa Escherichia coli, natukoy ng mga mananaliksik ang mga kilalang iron-binding compound tulad ng yersiniabactin at aerobactin.Sa kaso ng yersiniabactin, natuklasan nila na maaari rin itong magbigkis ng zinc.

Natukoy ng mga mananaliksik ang mga metal-binding compound sa mga sample na kasing kumplikado ng natunaw na organikong bagay mula sa karagatan."Iyon ay ganap na isa sa mga pinaka-kumplikadong sample na nakita ko," sabi ni Dorrestein."Marahil ito ay kasing kumplikado ng, kung hindi mas kumplikado kaysa, krudo."Tinukoy ng pamamaraan ang domoic acid bilang isang molekulang nagbubuklod ng tanso at iminungkahi na ito ay nagbubuklod sa Cu2+ bilang isang dimer.

"Ang isang diskarte sa omics upang matukoy ang lahat ng mga metal-binding metabolites sa isang sample ay lubhang kapaki-pakinabang dahil sa kahalagahan ng biological metal chelation," Oliver Baars, na nag-aaral ng metal-binding metabolites na ginawa ng mga halaman at microbes sa North Carolina State University, ay nagsusulat sa isang email.

"Si Dorrestein at mga katrabaho ay nagbibigay ng isang eleganteng, lubhang kailangan, assay upang mas mahusay na suriin kung ano ang maaaring maging physiological na papel ng mga metal ions sa cell," Albert JR Heck, isang pioneer sa katutubong mass spectrometry na pagsusuri sa Utrecht University, ay nagsusulat sa isang email."Ang isang posibleng susunod na hakbang ay ang pagkuha ng mga metabolite sa ilalim ng mga katutubong kondisyon mula sa cell at paghati-hatiin din ang mga ito sa ilalim ng mga katutubong kondisyon, upang makita kung aling mga metabolite ang nagdadala ng kung aling mga endogenous na cellular metal ions."

Oras ng post: Dis-23-2021

balita