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생리적 조건을 모방하여 연구원이 금속 결합제를 찾는 데 도움

연구원들은 금속 이온에 결합하는 작은 분자를 식별하는 방법을 개발했습니다.금속 이온은 생물학에서 필수적입니다.그러나 금속 이온이 상호 작용하는 분자, 특히 어떤 작은 분자를 식별하는 것은 어려울 수 있습니다.

분석을 위해 대사 산물을 분리하기 위해 기존의 대사체학 방법은 유기 용매와 낮은 pH를 사용하므로 금속 착물이 해리될 수 있습니다.University of California San Diego의 Pieter C. Dorrestein과 동료들은 세포에서 발견되는 기본 조건을 모방하여 분석을 위해 복합체를 함께 유지하기를 원했습니다.그러나 분자를 분리하는 동안 생리학적 조건을 사용했다면 테스트하려는 각 생리적 조건에 대해 분리 조건을 다시 최적화해야 했습니다.

대신, 연구자들은 기존의 크로마토그래피 분리와 질량 분광 분석 사이에 생리학적 조건을 도입하는 2단계 접근 방식을 개발했습니다(Nat. Chem. 2021, DOI: 10.1038/s41557-021-00803-1).첫째, 그들은 기존의 고성능 액체 크로마토그래피를 사용하여 생물학적 추출물을 분리했습니다.그런 다음 그들은 생리학적 조건을 모방하기 위해 크로마토그래피 컬럼을 나가는 흐름의 pH를 조정하고 금속 이온을 추가하고 질량 분석기로 혼합물을 분석했습니다.그들은 금속이 있거나 없는 작은 분자의 질량 스펙트럼을 얻기 위해 두 번 분석을 실행했습니다.어떤 분자가 금속에 결합하는지 확인하기 위해 피크 모양을 사용하여 결합된 버전과 결합되지 않은 버전의 스펙트럼 간의 연결을 추론하는 계산 방법을 사용했습니다.

생리학적 조건을 더 모방하는 한 가지 방법은 나트륨 또는 칼륨과 같은 고농도 이온과 관심 금속의 저농도를 추가하는 것이라고 Dorrestein은 말합니다.“경쟁 실험이 됩니다.기본적으로 이러한 조건에서 이 분자는 나트륨과 칼륨 또는 당신이 추가한 이 독특한 금속에 결합하는 경향이 더 크다는 것을 알려줄 것입니다.”라고 Dorrestein은 말합니다."우리는 많은 다른 금속을 동시에 주입할 수 있으며 그 맥락에서 선호도와 선택성을 실제로 이해할 수 있습니다."

대장균 배양 추출물에서 연구자들은 예르시니아박틴 및 에어로박틴과 같은 알려진 철 결합 화합물을 확인했습니다.yersiniabactin의 경우 아연도 결합할 수 있음을 발견했습니다.

연구자들은 샘플에서 금속 결합 화합물이 바다에서 용해된 유기 물질만큼 복잡한 것으로 확인했습니다.Dorrestein은 "이것은 내가 본 것 중 가장 복잡한 샘플 중 하나입니다."라고 말합니다."아마도 원유만큼 복잡하지는 않더라도 복잡할 것입니다."이 방법은 domoic acid를 구리 결합 분자로 식별하고 Cu2+를 이량체로 결합한다고 제안했습니다.

North Carolina State University에서 식물과 미생물에 의해 생성된 금속 결합 대사산물을 연구하는 Oliver Baars는 "샘플에서 모든 금속 결합 대사 산물을 식별하기 위한 omics 접근법은 생물학적 금속 킬레이트화의 중요성 때문에 매우 유용합니다."라고 말했습니다. 이메일.

"Dorrestein과 동료들은 세포에서 금속 이온의 생리학적 역할이 무엇인지 더 잘 조사할 수 있는 우아하고 꼭 필요한 분석법을 제공합니다." Utrecht University의 기본 질량 분석기 분석의 선구자인 Albert JR Heck은 이메일에서 씁니다."가능한 다음 단계는 세포에서 자연 조건 하에서 대사 산물을 추출하고 자연 조건에서도 이들을 분류하여 어떤 대사 산물이 어떤 내인성 세포 금속 이온을 운반하는지 확인하는 것입니다."

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ISSN 0009-2347
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