뉴스 - 금속 결합 작은 생물학적 분자 식별

생리적 조건을 모방하면 연구자가 금속 바인더를 찾는 데 도움이 됩니다.

연구자들은 금속 이온과 결합하는 작은 분자를 식별하는 방법을 개발했습니다. 금속 이온은 생물학에 필수적입니다. 그러나 금속 이온이 어떤 분자, 특히 어떤 작은 분자와 상호 작용하는지 식별하는 것은 어려울 수 있습니다.

분석을 위해 대사산물을 분리하기 위해 기존의 대사체학 방법은 유기 용매와 낮은 pH를 사용하는데, 이는 금속 착물을 해리시킬 수 있습니다. 캘리포니아 대학교 샌디에고 캠퍼스의 Pieter C. Dorrestein과 동료들은 세포에서 발견되는 기본 조건을 모방하여 분석을 위해 복합체를 함께 유지하기를 원했습니다. 그러나 분자 분리 중에 생리학적 조건을 사용했다면 테스트하려는 각 생리학적 조건에 맞게 분리 조건을 다시 최적화해야 했을 것입니다.

대신, 연구진은 기존 크로마토그래피 분리와 질량 분석 분석 사이에 생리학적 조건을 도입하는 2단계 접근 방식을 개발했습니다(Nat. Chem. 2021, DOI: 10.1038/s41557-021-00803-1). 먼저, 기존의 고성능 액체 크로마토그래피를 이용해 생물학적 추출물을 분리했다. 그런 다음 생리학적 조건을 모방하기 위해 크로마토그래피 컬럼에서 나오는 흐름의 pH를 조정하고 금속 이온을 첨가한 다음 질량 분석법으로 혼합물을 분석했습니다. 그들은 금속이 있거나 없는 작은 분자의 질량 스펙트럼을 얻기 위해 분석을 두 번 실행했습니다. 어떤 분자가 금속과 결합하는지 확인하기 위해 그들은 결합된 버전과 결합되지 않은 버전의 스펙트럼 사이의 연결을 추론하기 위해 피크 모양을 사용하는 계산 방법을 사용했습니다.

생리적 조건을 더욱 모방하는 한 가지 방법은 나트륨이나 칼륨과 같은 고농도의 이온과 낮은 농도의 관심 금속을 추가하는 것이라고 Dorrestein은 말합니다. “그것은 경쟁 실험이 됩니다. 기본적으로 이러한 조건에서 이 분자는 나트륨과 칼륨 또는 추가한 독특한 금속에 결합하는 경향이 더 크다는 것을 알려줄 것입니다.”라고 Dorrestein은 말합니다. "우리는 다양한 금속을 동시에 주입할 수 있으며, 그러한 맥락에서 선호도와 선택성을 실제로 이해할 수 있습니다."

연구진은 대장균의 배양 추출물에서 예르시니아박틴(yersiniabactin)과 에어로박틴(aerobactin)과 같은 알려진 철 결합 화합물을 확인했습니다. 예르시니아박틴의 경우 아연과도 결합할 수 있다는 사실을 발견했습니다.

연구자들은 샘플에서 금속 결합 화합물이 바다의 용해된 유기물처럼 복잡한 것으로 확인했습니다. Dorrestein은 “이것은 내가 본 것 중 가장 복잡한 샘플 중 하나입니다.”라고 말했습니다. "그것은 아마도 원유만큼 복잡하지는 않더라도 더 복잡할 것입니다." 이 방법은 도모산이 구리 결합 분자임을 확인하고 이합체로서 Cu2+와 결합한다고 제안했습니다.

노스 캐롤라이나 주립 대학에서 식물과 미생물에 의해 생성된 금속 결합 대사 산물을 연구하는 Oliver Baars는 "샘플에서 모든 금속 결합 대사 산물을 식별하는 오믹스 접근법은 생물학적 금속 킬레이트화의 중요성 때문에 매우 유용합니다."라고 썼습니다. 이메일.

"Dorrestein과 동료들은 세포 내 금속 이온의 생리학적 역할이 무엇인지 더 잘 조사할 수 있는 우아하고 절실히 필요한 분석법을 제공합니다."라고 Utrecht University의 기본 질량 분석 분석의 선구자인 Albert JR Heck가 이메일에 썼습니다. "가능한 다음 단계는 세포의 기본 조건에서 대사 산물을 추출하고 기본 조건에서도 이를 분별하여 어떤 대사 산물이 어떤 내인성 세포 금속 이온을 운반하는지 확인하는 것입니다."

게시 시간: 2021년 12월 23일