Füsioloogiliste tingimuste matkimine aitab teadlastel leida metalli sideaineid
Teadlased on välja töötanud meetodi metalliioone siduvate väikeste molekulide tuvastamiseks.Metalliioonid on bioloogias hädavajalikud.Kuid tuvastada, milliste molekulidega – ja eriti milliste väikeste molekulidega – need metalliioonid interakteeruvad, võib olla keeruline.
Analüüsiks metaboliitide eraldamiseks kasutatakse tavalistes metaboolsetes meetodites orgaanilisi lahusteid ja madalat pH-d, mis võib põhjustada metallikomplekside dissotsieerumist.Pieter C. Dorrestein California San Diego ülikoolist ja kaastöötajad soovisid komplekse analüüsiks koos hoida, jäljendades rakkudes leiduvaid looduslikke tingimusi.Kuid kui nad kasutasid molekulide eraldamise ajal füsioloogilisi tingimusi, oleksid nad pidanud iga testitava füsioloogilise seisundi jaoks eraldamistingimused uuesti optimeerima.
Selle asemel töötasid teadlased välja kaheetapilise lähenemisviisi, mis tutvustab füsioloogilisi tingimusi tavapärase kromatograafilise eraldamise ja massispektromeetrilise analüüsi vahel (Nat. Chem. 2021, DOI: 10.1038/s41557-021-00803-1).Esiteks eraldasid nad tavapärase kõrgsurvevedelikkromatograafia abil bioloogilise ekstrakti.Seejärel reguleerisid nad kromatograafilisest kolonnist väljuva voolu pH-d, et jäljendada füsioloogilisi tingimusi, lisati metalliioone ja analüüsiti segu massispektromeetriaga.Nad viisid analüüsi kaks korda, et saada metallidega ja ilma metallideta väikeste molekulide massispektrid.Et teha kindlaks, millised molekulid seovad metalle, kasutasid nad arvutusmeetodit, mis kasutab piikide kujusid, et järeldada seoseid seotud ja sidumata versioonide spektrite vahel.
Üks viis füsioloogiliste tingimuste edasiseks jäljendamiseks oleks Dorresteini sõnul lisada ioone, nagu naatrium või kaalium, kõrge kontsentratsioon ja huvipakkuva metalli madal kontsentratsioon."Sellest saab võistluseksperiment.Põhimõtteliselt ütleb see teile, OK, sellel molekulil on nendes tingimustes suurem kalduvus siduda naatriumi ja kaaliumi või seda ainulaadset metalli, mille olete lisanud, "ütleb Dorrestein."Me saame infundeerida palju erinevaid metalle samaaegselt ja me saame selles kontekstis eelistustest ja selektiivsusest tõesti aru."
Escherichia coli kultuuriekstraktides tuvastasid teadlased teadaolevad rauda siduvad ühendid, nagu jersiiniabaktiin ja aerobaktiin.Jersiiniabaktiini puhul avastasid nad, et see võib ka tsinki siduda.
Teadlased tuvastasid proovides metalli siduvad ühendid, mis on sama keerulised kui ookeanist pärit lahustunud orgaaniline aine."See on absoluutselt üks keerukamaid proove, mida ma kunagi vaadanud olen," ütleb Dorrestein."See on tõenäoliselt sama keeruline kui toornafta, kui mitte keerulisem kui."Meetod tuvastas domoehappe vaske siduva molekulina ja viitas sellele, et see seob Cu2+ dimeerina.
"Oomika lähenemine proovis kõigi metalle siduvate metaboliitide tuvastamiseks on metalli bioloogilise kelaatimise tähtsuse tõttu äärmiselt kasulik," kirjutab Oliver Baars, kes uurib Põhja-Carolina osariigi ülikoolis taimede ja mikroobide toodetud metalle siduvaid metaboliite. meili.
"Dorrestein ja kaastöötajad pakuvad elegantset ja väga vajalikku analüüsi, et paremini uurida, milline võiks olla metalliioonide füsioloogiline roll rakus," kirjutab Utrechti ülikooli looduslike massispektromeetria analüüside pioneer Albert JR Heck e-kirjas."Võimalik järgmine samm oleks ekstraheerida rakust metaboliidid looduslikes tingimustes ja fraktsioneerida need ka looduslikes tingimustes, et näha, millised metaboliidid kannavad milliseid endogeenseid raku metalliioone."
Keemia- ja tehnikauudised
ISSN 0009-2347
Autoriõigus © 2021 American Chemical Society
Postitusaeg: 23. detsember 2021