分会

第五分会：生物分析化学

摘要

手性氨基酸广泛存在于生命和化学过程中，通过翻译后修饰或不对称合成都可以实现氨基酸异构化。但由于多肽中氨基酸异构化位点的多样性和有限的氨基酸酶切位点，液相色谱-质谱联用技术和圆二色性等方法仅能区分少数含D型氨基酸的多肽差向异构体。虽然基于纳米孔道的单分子方法已经证明了通过设计特定手性环境来检测手性分子的可能，但该策略难以推广到分子内手性的识别。因此，在对多肽中手性氨基酸识别方面缺乏可用的单分子技术，极大地限制了对更多生命和化学过程的发现和研究。使用来自大肠杆菌的外膜通道OmpF作为单分子手性传感器，可以进行单个多肽分子中手性氨基酸位置和数量的识别。OmpF作为孔径最小的纳米孔道之一，其收缩区最窄处直径仅约0.7 nm，与氨基酸体积匹配。收缩区中带电残基的不对称分布产生了强横向静电场，迫使多肽中的氨基酸侧链在特定方向取向，从而产生差异性的特征离子电流信号。对于难以用质谱区分的阿尔兹海默症相关β-淀粉样蛋白和其D-Asp1异构体以及多肽药物艾替班特和其D-Ser7异构体，均能通过该策略实现单分子水平上的多肽分辨。该研究揭示了纳米孔道中的不对称性在检测手性方面的潜力，为识别单个多肽的氨基酸手性异构体提供了一种新机制，有望用于单分子蛋白质组学研究。

关键词

不对称静电场;纳米孔道;手性氨基酸;差向异构体;单分子分析

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