Identifying metal-binding small biological molecules

Fizyolojik koşulları taklit etmek, araştırmacıların metal bağlayıcıları bulmasına yardımcı olur

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

Analiz için metabolitleri 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 kullanmışlarsa, test etmek istedikleri her bir fizyolojik koşul için ayırma koşullarını yeniden optimize etmek zorunda kalacaklardı.

Bunun yerine araştırmacılar, geleneksel kromatografik ayırma ile kütle spektrometrik analiz arasındaki fizyolojik koşulları tanıtan iki aşamalı bir yaklaşım geliştirdiler (Nat. Chem. 2021, DOI: 10.1038/s41557-021-00803-1).İlk olarak, geleneksel yüksek performanslı sıvı kromatografisi kullanarak biyolojik bir özü ayırdılar.Ardından, fizyolojik koşulları taklit etmek için kromatografik kolondan çıkan akışın pH'ını ayarladılar, metal iyonları eklediler ve karışımı kütle spektrometrisi 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 iyonlar ve ilgili metalin düşük konsantrasyonlarını eklemek olduğunu söylüyor.“Bir rekabet deneyi haline geliyor.Temel olarak size şunu söyleyecektir, tamam, bu molekül bu koşullar altında sodyum ve potasyumu veya eklediğiniz bu benzersiz metali bağlamaya daha yatkındır," diyor Dorrestein."Birçok farklı metali aynı anda aşılayabiliriz ve bu bağlamda tercih ve seçiciliği gerçekten anlayabiliriz."

Escherichia coli'den elde edilen kültür ekstraktlarında araştırmacılar, yersiniabactin ve aerobaktin gibi bilinen demir bağlayıcı bileşikleri tanımladılar.Yersiniabactin durumunda, çinkoyu da bağlayabileceğini keşfettiler.

Araştırmacılar, numunelerdeki metal bağlayıcı bileşikleri okyanustan gelen çözünmüş organik maddeler kadar karmaşık olarak tanımladılar.Dorrestein, "Bu kesinlikle şimdiye kadar baktığım en karmaşık örneklerden biri" diyor.“Muhtemelen, ham petrolden daha karmaşık değilse de en az onun kadar karmaşık.”Yöntem, domoik asidi bakır bağlayıcı bir molekül olarak tanımladı ve Cu2+'yı bir dimer olarak bağladığını öne sürdü.

North Carolina State Üniversitesi'nde bitkiler ve mikroplar tarafından üretilen metal bağlayıcı metabolitleri inceleyen Oliver Baars, "Bir numunedeki tüm metal bağlayıcı metabolitleri tanımlamaya yönelik bir omik yaklaşımı, biyolojik metal şelasyonunun önemi nedeniyle son derece yararlıdır" diye yazıyor. e-posta.

Utrecht Üniversitesi'nde doğal kütle spektrometrisi analizlerinde öncü olan Albert JR Heck, bir e-postada "Dorrestein ve çalışma arkadaşları, metal iyonlarının hücredeki fizyolojik rolünün ne olabileceğini daha iyi araştırmak için çok ihtiyaç duyulan zarif bir tahlil sağlıyor" diye yazıyor."Bir sonraki olası adım, metabolitleri doğal koşullar altında hücreden çıkarmak ve bunları doğal koşullar altında da parçalara ayırmak, hangi metabolitlerin hangi endojen hücresel metal iyonlarını taşıdığını görmek olacaktır."

Gönderim zamanı: Aralık-23-2021