Вести

Опонашање физиолошких стања помаже истраживачима да пронађу металне везиве

Истраживачи су развили метод за идентификацију малих молекула који везују металне јоне. Метални јони су неопходни у биологији. Али идентификовање са којим молекулима - а посебно са којим малим молекулима - ти метални јони у интеракцији, може бити изазовно.

Да би се одвојили метаболити за анализу, конвенционалне метаболомске методе користе органске раствараче и ниске пХ вредности, што може изазвати дисоциацију металних комплекса. Пиетер Ц. Доррестеин са Калифорнијског универзитета у Сан Дијегу и сарадници желели су да задрже комплексе заједно за анализу опонашајући природне услове пронађене у ћелијама. Али да су користили физиолошке услове током раздвајања молекула, морали би поново да оптимизују услове раздвајања за свако физиолошко стање које су желели да тестирају.

Уместо тога, истраживачи су развили двостепени приступ који уводи физиолошке услове између конвенционалног хроматографског одвајања и масене спектрометријске анализе (Нат. Цхем. 2021, ДОИ: 10.1038/с41557-021-00803-1). Прво су одвојили биолошки екстракт користећи конвенционалну течну хроматографију високих перформанси. Затим су подесили пХ протока који излази из хроматографске колоне да опонаша физиолошке услове, додали металне јоне и анализирали смешу масеном спектрометријом. Анализу су извршили два пута да би добили масене спектре малих молекула са и без метала. Да би идентификовали који молекули везују метале, користили су рачунарску методу која користи облике врхова да би закључила везе између спектра везаних и невезаних верзија.

Један од начина да се додатно имитирају физиолошки услови, каже Доррестеин, био би додавање високих концентрација јона као што су натријум или калијум и ниске концентрације метала од интереса. „То постаје такмичарски експеримент. У основи ће вам рећи, ОК, овај молекул под тим условима има већу склоност да веже натријум и калијум или овај јединствени метал који сте додали", каже Доррестеин. „Можемо истовремено да унесемо много различитих метала и заиста можемо разумети преференцију и селективност у том контексту.

У екстрактима културе из Есцхерицхиа цоли, истраживачи су идентификовали позната једињења која везују гвожђе као што су јерсиниабактин и аеробактин. У случају јерсиниабактина, открили су да он такође може да веже цинк.

Истраживачи су идентификовали једињења која везују метал у узорцима који су сложени попут растворене органске материје из океана. „То је апсолутно један од најсложенијих узорака које сам икада погледао“, каже Доррестеин. „Вероватно је сложено као, ако не и сложеније од сирове нафте.” Метода је идентификовала домоинску киселину као молекул који везује бакар и сугерисала да она везује Цу2+ као димер.

„Омички приступ за идентификацију свих метаболита који везују метале у узорку је изузетно користан због важности биолошке хелације метала“, пише Оливер Барс, који проучава метаболите који везују метале које производе биљке и микроби на Државном универзитету Северне Каролине. емаил.

„Доррестеин и сарадници пружају елегантан, преко потребан, тест за боље испитивање каква би могла бити физиолошка улога металних јона у ћелији“, пише Алберт ЈР Хецк, пионир у анализама природне масене спектрометрије на Универзитету у Утрехту, у мејлу. „Могући следећи корак би био екстракција метаболита у природним условима из ћелије и њихово фракционисање такође у природним условима, да се види који метаболити носе које ендогене ћелијске металне јоне.

Време поста: 23.12.2021