在《国家科学评论》杂志上发表的一项研究中,研究人员开发了一种名为“AmproCode”的可扩增蛋白质识别方法。

新方法可以从微量样品中识别出可扩增的蛋白质

超灵敏蛋白质鉴定意义重大,但极具挑战性,因为与可以依靠聚合酶链式反应(PCR)进行扩增的核酸不同,蛋白质不能直接被扩增。

然而,作者认为,应用一系列残基特异性反应,可以选择性地用可扩增 DNA 条形码标记不同类型的氨基酸,结合创新的蛋白质组数据库匹配方法,最终可能产生一种将蛋白质转化为可扩增分子的突破性技术。他们在这项研究中从计算和实验两个方面验证了他们的想法。

他们首先设计了蛋白质组数据库匹配的计算方法,并对AmproCode的识别率进行了理论估算,计算结果表明,仅对四种残基进行定量就可以识别出全蛋白质组中99%的蛋白质和分泌组中93%的蛋白质,为他们的方法提供了理论基础。

他们还合理选择了AmproCode的Cys、Lys、Met、Asp/Glu、Tyr等残基类型,在小分子和多肽上检测了残基特异性化学反应,设计了DNA条形码策略。

随后,研究人员通过鉴定分泌蛋白组中发现的不同合成肽(包括 ELA、URP 和 Aβ)展示了 AmproCode。他们的技术可以在极低浓度(fmol/L)下鉴定蛋白质,灵敏度比常见的质谱法和基于 ELISA 的方法高出 10 到 10,000 倍。这表明 AmproCode 具有从微量样品中进行可扩增蛋白质鉴定的能力。

此外,他们还通过计算估算评估了AmproCode在不同条件下的性能,发现定量更多的残留物可以显著提高AmproCode的覆盖率、准确性和适应性。

虽然这只是一项概念验证研究,但他们提出的可扩增蛋白质指纹的新概念为下一代蛋白质测序的发展提供了一个新的框架,最终可能实现单细胞蛋白质组学并促进临床生物标志物的发现。

该项研究由北京大学化学与分子工程学院、清华-北大生命科学中心、前沿交叉学科研究院陈鹏瑞教授和王楚教授领导。