我所基于仿生離子通道開發出檢測酪氨酸磷酸化的新方法

  近日,我所生物分離與界面分子機制創新特區研究組(18T7組)卿光焱研究員與中藥科學研究中心(2800組)梁鑫淼研究員合作,在蛋白質磷酸化研究方面取得新進展,開發出一種智能聚合物功能化的仿生離子通道器件,實現了酪氨酸磷酸化的實時感知與測量,并在酪氨酸激酶抑制劑篩選中展現出較好的應用潛力。

  蛋白酪氨酸磷酸化是一種關鍵的細胞活動調節機制,異常的酪氨酸磷酸化與多種癌癥的發生密切相關。近二十年,針對酪氨酸磷酸化相關激酶抑制劑藥物的研究取得了長足的進展,已成為相關癌癥治療的特效藥。在美國食品藥品監督局批準的40余種抗腫瘤藥物中,30多種是針對酪氨酸激酶的抑制劑。目前,在激酶抑制劑的篩選中,最常用手段是利用放射性同位素標記的32P-γ-ATP作為底物,檢測磷酸化反應產物的放射性,但該方法存在放射性污染、膜過濾操作時間較長等問題。另外,基于磷酸化特異性抗體的方法(例如酶聯免疫吸附測定法)也被用來檢測蛋白磷酸化,但因高昂的抗體成本以及繁瑣的清洗分離問題,限制了其廣泛應用。近年來,一些利用光學探針標記底物的方法能夠實現高靈敏的磷酸化檢測,卻受限于復雜的化學標記過程。因此,尋找一種簡單、高效、低成本、免標記檢測酪氨酸磷酸化、適用于激酶抑制劑的篩選方法十分重要。

  

  該團隊通過模仿蛋白質中精氨酸與酪氨酸磷酸鹽殘基的相互作用,設計了含多胍基的智能聚合物,并將其修飾到錐形納米孔道內,制備出一種功能離子通道器件。研究發現,聚合物可以依托胍基識別磷酸化肽的磷酸化殘基,且能將這種分子層面的識別作用放大到聚合物構象的變化上,并進一步被轉換為通道離子電流的“OFF-ON”變化,實現對磷酸化肽的精確檢測。此外,當引入鈣離子作為磷酸鹽的一個競爭性結合成分時,該離子通道通過簡單的納流控邏輯門運算,即可大幅度提高對酪氨酸磷酸化肽檢測的選擇性。借助于對磷酸化肽的識別,該離子通道器件能夠用于實時監測酪氨酸激酶催化下的酪氨酸磷酸化反應,并且在監測模型抑制劑對酪氨酸激酶活性的抑制實驗中,該方法具有用于激酶抑制劑篩選的潛力。

  相關成果發表在《美國化學會志》(J. Am. Chem. Soc.)上。以上工作得到國家自然科學基金、我所創新特區組啟動基金、興遼英才計劃等項目的支持。(文/李閔閔、熊雨婷 圖/李閔閔)

版權所有 © 中國科學院大連化學物理研究所 本站內容如涉及知識產權問題請聯系我們 備案號:遼ICP備05000861號 遼公網安備21020402000367號
全天时时彩计划二期中