noticias

Imitar as condicións fisiolóxicas axuda aos investigadores a atopar aglutinantes metálicos

Os investigadores desenvolveron un método para identificar pequenas moléculas que se unen a ións metálicos. Os ións metálicos son esenciais en bioloxía. Pero identificar con que moléculas, e especialmente con que moléculas pequenas, interactúan eses ións metálicos pode ser un reto.

Para separar os metabolitos para a súa análise, os métodos metabolómicos convencionais usan disolventes orgánicos e pH baixos, que poden provocar a disociación dos complexos metálicos. Pieter C. Dorrestein da Universidade de California en San Diego e os seus compañeiros de traballo querían manter os complexos xuntos para a súa análise imitando as condicións nativas que se atopan nas células. Pero se usasen condicións fisiolóxicas durante a separación das moléculas, terían que reoptimizar as condicións de separación para cada condición fisiolóxica que querían probar.

Pola contra, os investigadores desenvolveron un enfoque en dúas etapas que introduce condicións fisiolóxicas entre unha separación cromatográfica convencional e unha análise espectrométrica de masas (Nat. Chem. 2021, DOI: 10.1038/s41557-021-00803-1). En primeiro lugar, separaron un extracto biolóxico mediante a cromatografía líquida de alta resolución convencional. Despois axustaron o pH do fluxo que sae da columna cromatográfica para imitar as condicións fisiolóxicas, engadiron ións metálicos e analizaron a mestura con espectrometría de masas. Realizaron a análise dúas veces para obter espectros de masas de pequenas moléculas con e sen metais. Para identificar que moléculas unen metais, utilizaron un método computacional que utiliza formas de pico para inferir conexións entre os espectros das versións unidas e non unidas.

Unha forma de imitar aínda máis as condicións fisiolóxicas, di Dorrestein, sería engadir altas concentracións de ións como sodio ou potasio e baixas concentracións do metal de interese. "Convértese nun experimento de competición. Basicamente, dirá que esta molécula nesas condicións ten máis propensión a unirse ao sodio e ao potasio ou a este metal único que engadiches", di Dorrestein. "Podemos infundir moitos metais diferentes ao mesmo tempo, e realmente podemos comprender a preferencia e a selectividade nese contexto".

En extractos de cultivo de Escherichia coli, os investigadores identificaron compostos de unión ao ferro coñecidos como a yersiniabactina e a aerobactina. No caso da yersiniabactina, descubriron que tamén pode unirse ao cinc.

Os investigadores identificaron compostos de unión de metais en mostras tan complexos como a materia orgánica disolta do océano. "Esa é absolutamente unha das mostras máis complexas que mirei", di Dorrestein. "Probablemente sexa tan complexo, se non máis complexo que o petróleo cru". O método identificou o ácido domoico como unha molécula de unión ao cobre e suxeriu que se une ao Cu2+ como un dímero.

"Un enfoque ómico para identificar todos os metabolitos de unión a metais nunha mostra é extremadamente útil debido á importancia da quelación biolóxica de metais", escribe Oliver Baars, que estuda os metabolitos de unión a metais producidos por plantas e microbios na Universidade Estatal de Carolina do Norte. correo electrónico.

"Dorrestein e os seus compañeiros de traballo proporcionan un ensaio elegante e moi necesario para investigar mellor cal podería ser o papel fisiolóxico dos ións metálicos na célula", escribe nun correo electrónico Albert JR Heck, pioneiro nas análises de espectrometría de masas nativa na Universidade de Utrecht. "Un posible seguinte paso sería extraer os metabolitos en condicións nativas da célula e fraccionar estes tamén en condicións nativas, para ver que metabolitos transportan que ións metálicos celulares endóxenos".

Noticias de Química e Enxeñaría
ISSN 0009-2347
Copyright © 2021 American Chemical Society