Fréttir - Að bera kennsl á málmbindandi litlar líffræðilegar sameindir

Að líkja eftir lífeðlisfræðilegum aðstæðum hjálpar vísindamönnum að finna málmbindiefni

Vísindamenn hafa þróað aðferð til að bera kennsl á litlar sameindir sem binda málmjónir. Málmjónir eru nauðsynlegar í líffræði. En að bera kennsl á hvaða sameindir - og sérstaklega hvaða litlar sameindir - þessar málmjónir hafa samskipti við getur verið krefjandi.

Til að aðgreina umbrotsefni til greiningar nota hefðbundnar efnaskiptaaðferðir lífræn leysiefni og lágt pH, sem getur valdið því að málmfléttur sundrast. Pieter C. Dorrestein við háskólann í Kaliforníu í San Diego og félagar vildu halda fléttunum saman til greiningar með því að líkja eftir innfæddum aðstæðum sem finnast í frumum. En ef þeir notuðu lífeðlisfræðilegar aðstæður við aðskilnað sameinda hefðu þeir þurft að endurstilla aðskilnaðarskilyrði fyrir hvert lífeðlisfræðilegt ástand sem þeir vildu prófa.

Þess í stað þróuðu vísindamennirnir tveggja þrepa nálgun sem kynnir lífeðlisfræðilegar aðstæður á milli hefðbundins litskiljunaraðskilnaðar og massagreiningar (Nat. Chem. 2021, DOI: 10.1038/s41557-021-00803-1). Í fyrsta lagi aðskildu þeir líffræðilegan útdrátt með hefðbundinni hágæða vökvaskiljun. Síðan stilltu þeir pH flæðisins sem fer út úr litskiljunarsúlunni til að líkja eftir lífeðlisfræðilegum aðstæðum, bættu við málmjónum og greindu blönduna með massagreiningu. Þeir keyrðu greininguna tvisvar til að fá massaróf lítilla sameinda með og án málma. Til að bera kennsl á hvaða sameindir binda málma notuðu þeir reikniaðferð sem notar toppform til að álykta um tengsl milli litrófs bundinna og óbundinna útgáfunnar.

Ein leið til að líkja frekar eftir lífeðlisfræðilegum aðstæðum, segir Dorrestein, væri að bæta við háum styrk jóna eins og natríum eða kalíum og lágum styrk málmsins sem vekur áhuga. „Þetta verður keppnistilraun. Það mun í grundvallaratriðum segja þér, allt í lagi, þessi sameind við þessar aðstæður hefur meiri tilhneigingu til að binda natríum og kalíum eða þennan einstaka málm sem þú hefur bætt við,“ segir Dorrestein. "Við getum innrennsli marga mismunandi málma samtímis og við getum raunverulega skilið val og valmöguleika í því samhengi."

Í ræktunarútdrætti úr Escherichia coli greindu vísindamennirnir þekkt járnbindandi efnasambönd eins og yersiniabactin og aerobactin. Þegar um yersiniabactin var að ræða komust þeir að því að það getur líka bundið sink.

Rannsakendur greindu málmbindandi efnasambönd í sýnum jafn flókin og uppleyst lífræn efni úr hafinu. „Þetta er algjörlega eitt flóknasta sýnishornið sem ég hef nokkurn tíma skoðað,“ segir Dorrestein. „Hún er líklega jafn flókin og, ef ekki flóknari en, hráolía. Aðferðin skilgreindi dómósýra sem koparbindandi sameind og lagði til að hún bindi Cu2+ sem dímer.

„Omics nálgun til að bera kennsl á öll málmbindandi umbrotsefni í sýni er afar gagnleg vegna mikilvægis líffræðilegrar málmklóunar,“ skrifar Oliver Baars, sem rannsakar málmbindandi umbrotsefni framleidd af plöntum og örverum við North Carolina State University, tölvupósti.

„Dorrestein og félagar bjóða upp á glæsilega, mjög nauðsynlega greiningu til að kanna betur hvert lífeðlisfræðilegt hlutverk málmjóna í frumunni gæti verið,“ skrifar Albert JR Heck, brautryðjandi í greiningu á innfæddri massagreiningu við háskólann í Utrecht, í tölvupósti. „Mögulegt næsta skref væri að draga umbrotsefnin við innfæddar aðstæður úr frumunni og hluta þau einnig við innfæddar aðstæður, til að sjá hvaða umbrotsefni bera hvaða innrænu málmjónir í frumum.

Birtingartími: 23. desember 2021