【儀表網(wǎng) 研發(fā)快訊】近日，大連化學(xué)物理研究所生物技術(shù)研究部生物分離與界面分子機(jī)制研究組(1824組)卿光焱研究員團(tuán)隊(duì)和生物分子高效分離與表征研究組(1810組)張麗華研究員團(tuán)隊(duì)合作，在蛋白質(zhì)SUMO化研究方面取得新進(jìn)展，開發(fā)了一種基于噬菌體表面展示技術(shù)篩選出的環(huán)肽修飾的金屬納米離子通道器件，實(shí)現(xiàn)了SUMO1蛋白的實(shí)時(shí)感知與測(cè)量，并在監(jiān)測(cè)去SUMO化反應(yīng)和細(xì)胞成像中展現(xiàn)出很好的應(yīng)用潛力。
蛋白質(zhì)SUMO化是一種重要的細(xì)胞活動(dòng)調(diào)節(jié)機(jī)制，異常的SUMO化與多種癌癥和神經(jīng)退行性疾病密切相關(guān)，其中去SUMO化作為整個(gè)SUMO化循環(huán)過程的一部分，也發(fā)揮著非常重要的作用。目前，針對(duì)去SUMO化的藥物“TAK-981”已進(jìn)入臨床試驗(yàn)階段。為了理解SUMO化在疾病進(jìn)展中的作用，首先需要對(duì)SUMO化蛋白進(jìn)行精準(zhǔn)測(cè)量。
SUMO蛋白主要分為3種類型，分別為SUMO1/2/3，SUMO2/3具有97%的同源性，而與SUMO1的同源性僅為47%。商業(yè)化的SUMO2/3抗體具有很高的識(shí)別精度，而SUMO1由于缺乏識(shí)別的抗體，目前不能被有效地檢測(cè)。因此，開發(fā)一種精確、高效、低成本、無(wú)標(biāo)記檢測(cè)SUMO化蛋白，以及能用于監(jiān)測(cè)去SUMO化反應(yīng)的方法十分重要。
本工作中，合作團(tuán)隊(duì)通過噬菌體展示篩選技術(shù)得到SUMO1蛋白的親和環(huán)肽，并將其修飾到鍍金的錐形納米孔道中，制備出一種功能離子通道器件，通過法拉第電流和跨膜離子電流，將環(huán)肽和SUMO1蛋白的結(jié)合通過電信號(hào)可視化呈現(xiàn)。
借助于對(duì)SUMO1蛋白的識(shí)別，該離子通道器件能夠監(jiān)測(cè)SENP1酶催化的蛋白去SUMO化反應(yīng)，并且在細(xì)胞成像中進(jìn)一步證實(shí)了環(huán)肽優(yōu)于商業(yè)化SUMO1抗體。未來(lái)，環(huán)肽有望用于開發(fā)SUMO1探針、SUMO1靶向藥物釋放系統(tǒng)和藥物設(shè)計(jì)，以及有助于開發(fā)富集材料，推進(jìn)SUMO1蛋白質(zhì)組學(xué)發(fā)展，從而提高對(duì)SUMO蛋白，特別是SUMO1在疾病和生理作用中的認(rèn)識(shí)。
相關(guān)成果以“A highly sensitive nanochannel device for the detection of SUMO1 peptides”為題，發(fā)表在《化學(xué)科學(xué)》(Chemical Science)上。該工作的第一作者是我所1824組聯(lián)合培養(yǎng)碩士研究生秦玥和博士后張曉雨。上述工作得到國(guó)家自然科學(xué)基金、遼寧省興遼英才計(jì)劃、大連化學(xué)物理研究所創(chuàng)新特區(qū)組啟動(dòng)基金等項(xiàng)目的支持。(文/圖 秦玥、張曉雨)
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