Identifying metal-binding small biological molecules

It mimikjen fan fysiologyske omstannichheden helpt ûndersikers metalen binders te finen

Undersikers hawwe in metoade ûntwikkele foar it identifisearjen fan lytse molekulen dy't metaalionen bine.Metaalionen binne essinsjeel yn biology.Mar identifisearjen mei hokker molekulen - en foaral hokker lytse molekulen - dy metaalionen mei ynteraksje kinne útdaagjend wêze.

Om metaboliten te skieden foar analyse, brûke konvinsjonele metabolomika-metoaden organyske solvents en lege pH's, dy't metaalkompleksjes kinne feroarsaakje om te dissoziearjen.Pieter C. Dorrestein fan 'e Universiteit fan Kalifornje San Diego en kollega's woenen de kompleksen byinoar hâlde foar analyze troch de lânseigen betingsten te mimikjen fûn yn sellen.Mar as se fysiologyske omstannichheden brûkten tidens de skieding fan molekulen, soene se de skiedingsbetingsten opnij moatte optimalisearje foar elke fysiologyske betingst dy't se testje woene.

Ynstee, de ûndersikers ûntwikkele in twa-poadium oanpak dy't yntrodusearret fysiologyske betingsten tusken in konvinsjonele chromatography skieding en in massa spektrometryske analyze (Nat. Chem. 2021, DOI: 10.1038 / s41557-021-00803-1).Earst skieden se in biologysk ekstrakt mei konvinsjonele floeistofchromatografy mei hege prestaasjes.Dêrnei oanpast se de pH fan 'e stream dy't de chromatografyske kolom útgiet om fysiologyske omstannichheden te mimikjen, metaalionen tafoege en it mingsel analysearre mei massaspektrometry.Se rûnen de analyze twa kear om massaspektra te krijen fan lytse molekulen mei en sûnder metalen.Om te identifisearjen hokker molekulen metalen bine, brûkten se in berekkeningsmetoade dy't peakfoarmen brûkt om ferbiningen te sluten tusken de spektra fan bûnte en ûnbûne ferzjes.

Ien manier om fysiologyske betingsten fierder te mimikjen, seit Dorrestein, soe wêze om hege konsintraasjes fan ioanen ta te foegjen lykas natrium of kalium en lege konsintraasjes fan it metaal fan belang.“It wurdt in kompetysje-eksperimint.It sil jo yn prinsipe fertelle, OK, dit molekule hat ûnder dy omstannichheden mear oanstriid om natrium en kalium te binen as dit iene unike metaal dat jo hawwe tafoege, ”seit Dorrestein."Wy kinne in protte ferskillende metalen tagelyk infusearje, en wy kinne de foarkar en selektiviteit yn dat ferbân wirklik begripe."

Yn kultuerekstrakten fan Escherichia coli identifisearren de ûndersikers bekende izerbindende ferbiningen lykas yersiniabactin en aerobactin.Yn it gefal fan yersiniabactin ûntdutsen se dat it ek sink bine kin.

De ûndersikers identifisearre metaal-binende ferbiningen yn samples sa kompleks as oplost organysk materiaal út 'e oseaan."Dat is absolút ien fan 'e meast komplekse samples dy't ik ea haw sjoen," seit Dorrestein."It is wierskynlik sa kompleks as, as net komplekser dan, rûge oalje."De metoade identifisearre domoic acid as in koper-binende molekule en suggerearre dat it bindet Cu2+ as in dimer.

"In omics-oanpak om alle metaalbindende metaboliten yn in stekproef te identifisearjen is ekstreem nuttich fanwegen it belang fan biologyske metaalchelaasje," skriuwt Oliver Baars, dy't metaalbindende metaboliten studearret produsearre troch planten en mikroben oan 'e North Carolina State University, skriuwt yn in email.

"Dorrestein en kollega's leverje in elegante, heul nedich assay om better te ûndersiikjen wat de fysiologyske rol fan metaalionen yn 'e sel kin wêze," skriuwt Albert JR Heck, in pionier yn native massaspektrometry-analyzes oan 'e Universiteit fan Utrecht, yn in e-post."In mooglike folgjende stap soe wêze om de metaboliten ûnder natuerlike omstannichheden út 'e sel te ekstrahearjen en dizze ek ûnder natuerlike omstannichheden te fraksjonearjen, om te sjen hokker metaboliten wol drage hokker endogene sellulêre metaalionen."

Post tiid: Dec-23-2021

nijs