Tecnologia Nanopore, que é usado para sequenciar DNA, é barato, portátil e funciona na selva e no espaço. O uso dessa tecnologia para identificar peptídeos ou proteínas está agora um passo mais perto. Cientistas da Universidade de Groningen usaram um nanoporo patenteado para identificar as impressões digitais de proteínas e peptídeos, e pode até detectar polipeptídeos que diferem em um aminoácido. Os resultados foram publicados no dia 16 de outubro na revista. Nature Communications .

Cientistas da Universidade de Groningen foram capazes de identificar uma série de peptídeos e proteínas que passam por um nanoporo em forma de funil. Eles resolveram dois problemas principais que atrapalharam as tentativas de analisar e sequenciar proteínas com nanoporos:obter polipeptídeos no poro e identificar diferenças em proteínas por registros de corrente. 'Nanoporos geralmente carregam uma carga, e os aminoácidos que constituem os polipeptídeos também são carregados. Obter o polipeptídeo dentro do poro e passar através dos nanoporos é, portanto, um desafio ', explica o professor associado de Biologia Química Giovanni Maglia.

Impressão digital

Ele usou um fluxo eletro-osmótico para puxar os polipeptídeos para os poros. Sob um potencial aplicado em todo o nanopore, um fluxo de íons e água passa pelo poro. ' Se a direção da corrente de íons pode ser controlada, um fluxo de fluido forte o suficiente para transportar polipeptídeos pode ser gerado. - Fizemos isso ajustando as cargas dentro da parede dos poros. Ao alterar o pH do meio, era possível ajustar o equilíbrio entre o fluxo eletro-osmótico e a força do campo elétrico que era aplicado através do poro. '

Maglia testou cinco polipeptídeos diferentes variando de 1 a 25 quilodalton. 'Usamos peptídeos biomarcadores ligados a doenças, com diferentes cargas e formas ', ele diz. Os polipeptídeos entraram no poro e a corrente através do poro produziu uma "impressão digital" para cada um. Ele, assim, conseguiu distinguir duas versões do peptídeo endotelina de 21 aminoácidos, que diferem por apenas um aminoácido (triptofano ou metionina).

Sequenciamento

Obter uma boa leitura de um nanoporo é complicado. Maglia usou um novo tipo de poro que ele caracterizou e patenteou. 'Poros usados ​​no passado são em forma de barril, o que significa que a forma e o tamanho do poro têm limitações fundamentais. Mas nosso poro tem uma forma de funil helicoidal alfa, e o tamanho da extremidade estreita, que é onde fazemos nossas medições, significa que deve conter apenas um aminoácido, por isso é mais fácil de ajustar. '

Atualmente, os polipeptídeos passam pelo poro muito rapidamente para identificar os aminoácidos separados. Isso é necessário para o sequenciamento de proteínas na escala de uma única molécula. Seria uma ferramenta valiosa para pesquisa, explica Maglia:'As proteínas podem ser modificadas quimicamente de muitas maneiras exclusivas, e temos muito poucas informações sobre a composição exata das proteínas em nosso corpo. ' Isso só pode ser visto no nível de uma única molécula.

Maglia:'O diagnóstico molecular e a descoberta de biomarcadores devem se beneficiar particularmente da caracterização de uma única molécula de proteomas.' É uma grande vantagem que a tecnologia nanopore já tenha sido desenvolvida para o sequenciamento de DNA. Essa tecnologia é rápida, barato e robusto:dispositivos de sequenciamento nanopore são usados ​​no campo e um deles foi até enviado para a Estação Espacial Internacional. Usar uma técnica semelhante para identificar proteínas exigiria pequenas adaptações, principalmente nos poros. 'Em teoria, podemos construir um aplicativo amanhã. '