навіны

Імітацыя фізіялагічных умоў дапамагае даследчыкам знаходзіць злучныя металы

Даследчыкі распрацавалі метад ідэнтыфікацыі малых малекул, якія звязваюць іёны металаў. Іёны металаў неабходныя ў біялогіі. Але вызначыць, з якімі малекуламі — і асабліва з якімі маленькімі малекуламі — узаемадзейнічаюць гэтыя іёны металаў, можа быць складана.

Каб аддзяліць метабаліты для аналізу, у звычайных метадах метабаламікі выкарыстоўваюцца арганічныя растваральнікі і нізкі рн, што можа выклікаць дысацыяцыю комплексаў металаў. Пітэр С. Дорэстэйн з Каліфарнійскага ўніверсітэта ў Сан-Дыега і яго калегі хацелі захаваць гэтыя комплексы разам для аналізу, імітуючы натуральныя ўмовы ў клетках. Але калі б яны выкарыстоўвалі фізіялагічныя ўмовы падчас падзелу малекул, ім прыйшлося б аптымізаваць умовы падзелу для кожнага фізіялагічнага стану, які яны хацелі праверыць.

Замест гэтага даследчыкі распрацавалі двухэтапны падыход, які ўводзіць фізіялагічныя ўмовы паміж звычайным храматаграфічным падзелам і мас-спектраметрычным аналізам (Nat. Chem. 2021, DOI: 10.1038/s41557-021-00803-1). Спачатку яны аддзялілі біялагічны экстракт з дапамогай звычайнай высокаэфектыўнай вадкаснай храматаграфіі. Затым яны адрэгулявалі pH патоку, які выходзіць з храматаграфічнай калонкі, каб імітаваць фізіялагічныя ўмовы, дадалі іёны металу і прааналізавалі сумесь з дапамогай мас-спектраметрыі. Яны правялі аналіз двойчы, каб атрымаць мас-спектры малых малекул з металамі і без іх. Каб вызначыць, якія малекулы звязваюць металы, яны выкарыстоўвалі вылічальны метад, які выкарыстоўвае формы пікаў для высновы аб сувязі паміж спектрамі звязаных і несвязанных версій.

Адным са спосабаў імітацыі фізіялагічных умоў, кажа Дорэстэйн, было б дадаць высокія канцэнтрацыі іёнаў, такіх як натрый або калій, і нізкія канцэнтрацыі металу, які цікавіць. «Гэта становіцца конкурсным эксперыментам. Па сутнасці, гэта скажа вам: добра, у гэтых умовах гэтая малекула мае большую схільнасць звязваць натрый і калій або гэты адзіны унікальны метал, які вы дадалі», — кажа Дорэстэйн. «Мы можам уліваць шмат розных металаў адначасова, і мы сапраўды можам зразумець перавагу і селектыўнасць у гэтым кантэксце».

У культуральных экстрактах кішачнай палачкі даследчыкі выявілі вядомыя жалезазвязвальныя злучэнні, такія як іерсініябакцін і аэрабакцін. У выпадку іерсініябактыну яны выявілі, што ён таксама можа звязваць цынк.

Даследчыкі ідэнтыфікавалі злучэнні, якія звязваюць металы, ва ўзорах, такіх жа складаных, як раствораная арганіка з акіяна. «Гэта абсалютна адзін з самых складаных узораў, якія я калі-небудзь разглядаў», — кажа Дорэстэйн. «Гэта, напэўна, такое ж складанае, як сырая нафта, калі не больш складанае». Метад ідэнтыфікаваў дамаевую кіслату як малекулу, якая звязвае медзь, і выказаў здагадку, што яна звязвае Cu2+ як дымер.

«Падыход omics для ідэнтыфікацыі ўсіх метал-звязваючых метабалітаў ва ўзоры надзвычай карысны з-за важнасці біялагічнага хелаціравання металаў», - піша Олівер Баарс, які вывучае метал-звязваючыя метабаліты, якія ўтвараюцца раслінамі і мікробамі ва Універсітэце штата Паўночная Караліна. электронная пошта.

«Dorrestein і яго калегі забяспечваюць элегантны, вельмі неабходны аналіз, каб лепш вызначыць фізіялагічную ролю іёнаў металаў у клетцы», — піша ў электронным лісце Альберт Дж. «Магчымым наступным крокам было б вылучэнне метабалітаў з клеткі ў натуральных умовах і фракцыянаванне іх таксама ў натуральных умовах, каб убачыць, якія метабаліты сапраўды нясуць якія эндагенныя клетачныя іёны металаў».

Хімічныя і інжынерныя навіны
ISSN 0009-2347
Аўтарскае права © 2021 Амерыканскае хімічнае таварыства