Identifying metal-binding small biological molecules

Imitimi i kushteve fiziologjike i ndihmon studiuesit të gjejnë lidhësit metalikë

Studiuesit kanë zhvilluar një metodë për identifikimin e molekulave të vogla që lidhin jonet metalike.Jonet metalike janë thelbësore në biologji.Por, identifikimi me cilat molekula – dhe veçanërisht cilat molekula të vogla – ndërveprojnë këto jone metalike, mund të jetë sfiduese.

Për të ndarë metabolitët për analizë, metodat konvencionale të metabolomikës përdorin tretës organikë dhe pH të ulët, të cilat mund të shkaktojnë shkëputje të komplekseve metalike.Pieter C. Dorrestein i Universitetit të Kalifornisë në San Diego dhe kolegët e tij donin t'i mbanin komplekset së bashku për analiza duke imituar kushtet vendase që gjenden në qeliza.Por nëse do të përdornin kushte fiziologjike gjatë ndarjes së molekulave, do t'u duhej të rioptimizonin kushtet e ndarjes për çdo gjendje fiziologjike që donin të testonin.

Në vend të kësaj, studiuesit zhvilluan një qasje me dy faza që prezanton kushtet fiziologjike midis një ndarjeje kromatografike konvencionale dhe një analize spektrometrike të masës (Nat. Chem. 2021, DOI: 10.1038/s41557-021-00803-1).Së pari, ata ndanë një ekstrakt biologjik duke përdorur kromatografi të lëngshme konvencionale me performancë të lartë.Më pas ata rregulluan pH-në e rrjedhës që dilte nga kolona kromatografike për të imituar kushtet fiziologjike, shtuan jone metalike dhe analizuan përzierjen me spektrometrinë e masës.Ata e bënë analizën dy herë për të marrë spektrat e masës së molekulave të vogla me dhe pa metale.Për të identifikuar se cilat molekula lidhin metalet, ata përdorën një metodë llogaritëse që përdor format e pikut për të konkluduar lidhjet midis spektrave të versioneve të lidhura dhe të palidhura.

Një mënyrë për të imituar më tej kushtet fiziologjike, thotë Dorrestein, do të ishte shtimi i përqendrimeve të larta të joneve si natriumi ose kaliumi dhe përqendrimet e ulëta të metalit me interes.“Ky bëhet një eksperiment konkurrence.Në thelb do t'ju tregojë, në rregull, kjo molekulë në ato kushte ka më shumë prirje për të lidhur natriumin dhe kaliumin ose këtë metal unik që keni shtuar, "thotë Dorrestein."Ne mund të injektojmë shumë metale të ndryshme në të njëjtën kohë, dhe ne mund të kuptojmë me të vërtetë preferencën dhe selektivitetin në atë kontekst."

Në ekstraktet e kulturës nga Escherichia coli, studiuesit identifikuan komponime të njohura që lidhin hekurin si yersiniabactin dhe aerobactin.Në rastin e yersiniabactin, ata zbuluan se ajo gjithashtu mund të lidh zinkun.

Studiuesit identifikuan komponime që lidhin metalin në mostra aq komplekse sa lënda organike e tretur nga oqeani."Ky është absolutisht një nga mostrat më komplekse që kam parë ndonjëherë," thotë Dorrestein."Është ndoshta po aq kompleks sa, nëse jo më kompleks se nafta e papërpunuar."Metoda identifikoi acidin domoik si një molekulë lidhëse bakri dhe sugjeroi që ai të lidh Cu2+ si një dimer.

"Një qasje omike për të identifikuar të gjithë metabolitët lidhës metalikë në një mostër është jashtëzakonisht e dobishme për shkak të rëndësisë së kelimit biologjik të metaleve," shkruan Oliver Baars, i cili studion metabolitët lidhës metalikë të prodhuar nga bimët dhe mikrobet në Universitetin Shtetëror të Karolinës së Veriut. email.

"Dorrestein dhe kolegët ofrojnë një analizë elegante, shumë të nevojshme, për të hetuar më mirë se cili mund të jetë roli fiziologjik i joneve metalike në qelizë," shkruan në një email Albert JR Heck, një pionier në analizat e spektrometrisë masive vendase në Universitetin e Utrecht."Një hap tjetër i mundshëm do të ishte nxjerrja e metabolitëve në kushte vendase nga qeliza dhe fraksionimi i tyre gjithashtu në kushte vendase, për të parë se cilët metabolitë bartin cilat jone metalike qelizore endogjene."

Koha e postimit: Dhjetor-23-2021