技术提供了一种探测单分子的新方法

生物学可能是模糊的，而医学涉及处理非常复杂的分子混合物。美国西北大学(Northwestern University)开发的一项新技术为科学家们提供了一些清晰度，他们可以精确测量蛋白质的原子结构。

这种强大的新方法被称为独立离子质谱法(I2MS)，它可以测定大量完整蛋白质的确切质量。它在个体的基础上给每个分子称重。这种能力有望帮助人们了解疾病和感染，并加速设计致命病毒(如冠状病毒)的疫苗。

今天(3月2日)出版的《自然方法》杂志详细介绍了这种测量单个蛋白质分子或其组装物(如整个病毒)重量的全新方法。

研究人员展示了他们的方法，该方法使用商用的Orbitrap质谱仪系统，可以用于超级复杂的完整蛋白质混合物，甚至可以用于携带不同货物的整个病毒颗粒。这种能力和多功能性将使新一波的分子精度应用于疫苗学、病毒学、神经退行性斑块和疾病生物学的各种问题。

尼尔·凯莱赫

“随着时间的推移，对大量病毒及其携带的传染性物质进行快速鉴定，可能有助于科学家了解正在发生的突变，”这项研究的负责人尼尔·l·凯莱赫(Neil L. Kelleher)说。

他说:“无论是直接鉴定不同的病毒毒株，还是分析不同的疫苗配方，我们的新技术现在可以直接用于这些含蛋白质的样本，以应对当今最紧迫的挑战。”

凯莱赫是自顶向下蛋白质组学的先驱，是世界上研究完整蛋白质的领先团队之一。他是温伯格文理学院化学系和分子生物科学系生命科学系的Walter和Mary Elizabeth Glass教授。

凯莱赫说，这项技术将帮助科学家进一步了解一种病毒(称为衣壳)的外部成分和衣壳内携带的传染性物质。因为研究人员可以一次分析少量的单一病毒颗粒，他们可以提取每个颗粒的精确变异信息。

该研究的第一作者贾里德·o·卡菲德(Jared O. Kafader)说，“许多研究小组正在研究将装满货物的病毒衣壳作为一种向患者提供救命药物的手段。”“我们的技术提供了一种实用的方法来确定货物中是否含有正确的药物，或找出每个病毒颗粒中实际存在的物质。”

卡菲德是西北大学蛋白质组学卓越中心的高级研究员。(蛋白质组学是对蛋白质结构和功能的研究和分析。)

凯莱赫团队的一项相关研究最近发表在《蛋白质组研究杂志》(Journal of Proteome Research)上，该研究将分析扩展到了完整物种的碎片化。研究人员说，通过对完整的蛋白质进行碎片化，可以确定蛋白质上哪些地方发生了修饰或突变。这些修饰对理解癌症患者体内蛋白质的变化或突变具有重要意义。

这项研究得到了美国国家普通医学研究所、美国国立卫生研究院(grant P41 GM108569)、赛默费雪科学公司和谢尔曼费尔柴尔德基金会的支持。

这篇论文的标题是“单个离子的多路质谱法改进了对蛋白及其复合物的测量”。凯莱赫是通讯作者，卡菲德是第一作者。

凯莱赫也是范伯格医学院医学系的教授。他是西北大学Robert H. Lurie综合癌症中心和生命过程化学研究所的成员。

主题:政策研究所、生命科学、技术、温伯格文理学院