Haberler

Fizyolojik koşulları taklit etmek araştırmacıların metal bağlayıcıları bulmasına yardımcı olur

Araştırmacılar metal iyonlarını bağlayan küçük molekülleri tanımlamak için bir yöntem geliştirdiler. Metal iyonları biyolojide önemlidir. Ancak bu metal iyonlarının hangi moleküllerle, özellikle de hangi küçük moleküllerle etkileşime girdiğini belirlemek zor olabilir.

Metabolitleri analiz amacıyla ayırmak için geleneksel metabolomik yöntemler, metal komplekslerinin ayrışmasına neden olabilecek organik çözücüler ve düşük pH'lar kullanır. California San Diego Üniversitesi'nden Pieter C. Dorrestein ve çalışma arkadaşları, hücrelerde bulunan doğal koşulları taklit ederek analiz için kompleksleri bir arada tutmak istediler. Ancak moleküllerin ayrılması sırasında fizyolojik koşulları kullansalardı, test etmek istedikleri her fizyolojik durum için ayırma koşullarını yeniden optimize etmeleri gerekecekti.

Bunun yerine araştırmacılar, geleneksel kromatografik ayırma ile kütle spektrometrik analizi arasındaki fizyolojik koşulları ortaya koyan iki aşamalı bir yaklaşım geliştirdiler (Nat. Chem. 2021, DOI: 10.1038/s41557-021-00803-1). İlk olarak, geleneksel yüksek performanslı sıvı kromatografisini kullanarak biyolojik bir ekstraktı ayırdılar. Daha sonra fizyolojik koşulları taklit etmek için kromatografik kolondan çıkan akışın pH'ını ayarladılar, metal iyonları eklediler ve karışımı kütle spektrometresi ile analiz ettiler. Metalli ve metalsiz küçük moleküllerin kütle spektrumlarını elde etmek için analizi iki kez yaptılar. Hangi moleküllerin metalleri bağladığını belirlemek için, bağlı ve bağlı olmayan versiyonların spektrumları arasındaki bağlantıları çıkarmak için tepe şekillerini kullanan bir hesaplama yöntemi kullandılar.

Dorrestein, fizyolojik koşulları daha fazla taklit etmenin bir yolunun, sodyum veya potasyum gibi yüksek konsantrasyonlarda iyonları ve ilgilenilen metalin düşük konsantrasyonlarını eklemek olacağını söylüyor. “Bu bir rekabet deneyine dönüşüyor. Temel olarak size şunu söyleyecektir: Tamam, bu koşullar altında bu molekülün sodyum ve potasyuma veya eklediğiniz bu eşsiz metale bağlanma eğilimi daha fazladır," diyor Dorrestein. "Birçok farklı metali aynı anda aşılayabiliriz ve bu bağlamdaki tercihi ve seçiciliği gerçekten anlayabiliyoruz."

Araştırmacılar, Escherichia coli'den alınan kültür ekstraktlarında yersiniabactin ve aerobactin gibi bilinen demir bağlayıcı bileşikleri belirlediler. Yersiniabactin örneğinde çinkoyu da bağlayabildiğini keşfettiler.

Araştırmacılar, örneklerdeki metal bağlayıcı bileşiklerin, okyanustaki çözünmüş organik madde kadar karmaşık olduğunu tespit etti. Dorrestein, "Bu kesinlikle şu ana kadar baktığım en karmaşık örneklerden biri" diyor. "Muhtemelen ham petrol kadar karmaşık olmasa da, ham petrol kadar karmaşıktır." Yöntem, domoik asidi bakır bağlayıcı bir molekül olarak tanımladı ve Cu2+'yı bir dimer olarak bağladığını öne sürdü.

North Carolina Eyalet Üniversitesi'nde bitkiler ve mikroplar tarafından üretilen metal bağlayıcı metabolitler üzerinde çalışan Oliver Baars, "Bir numunedeki tüm metal bağlayıcı metabolitleri tanımlamak için omik bir yaklaşım, biyolojik metal şelasyonunun önemi nedeniyle son derece faydalıdır" diye yazıyor. e-posta.

Utrecht Üniversitesi'nde doğal kütle spektrometresi analizlerinde öncü olan Albert JR Heck bir e-postada şöyle yazıyor: "Dorrestein ve meslektaşları, hücredeki metal iyonlarının fizyolojik rolünün ne olabileceğini daha iyi araştırmak için zarif, çok ihtiyaç duyulan bir tahlil sağlıyor." "Muhtemel bir sonraki adım, hangi metabolitlerin hangi endojen hücresel metal iyonlarını taşıdığını görmek için metabolitleri doğal koşullar altında hücreden çıkarmak ve bunları da doğal koşullar altında parçalamak olabilir."

Gönderim zamanı: 23 Aralık 2021