一种MtMscL纳米孔系统在检测多肽中的应用技术方案

本发明专利技术属于纳米孔检测领域，具体涉及一种MtMscL纳米孔系统在检测多肽中的应用。本发明专利技术提供了一种纳米孔系统在检测多肽中的应用，其特征在于，所述纳米孔系统包括纳米孔、绝缘膜和第一介质和第二介质；所述纳米孔被嵌入所述绝缘膜中，所述绝缘膜将所述第一介质与所述第二介质分隔开，所述纳米孔提供连通所述第一介质与所述第二介质的通道，向所述第一介质和所述第二介质之间施加驱动力后，位于所述第一介质的所述多肽与所述纳米孔相互作用；所述纳米孔包括结核分枝杆菌大电导机械力敏感性通道蛋白(MtMscL)。蛋白(MtMscL)。蛋白(MtMscL)。

【技术实现步骤摘要】
一种MtMscL纳米孔系统在检测多肽中的应用
[0001]本申请要求2021年08月30日提交的中国专利技术专利申请【CN2021110062502】、名称为“基于MtMscL的用于小分子药物检测的生物纳米孔系统”的优先权，以及，2021年12月27日提交的中国专利技术专利申请【CN2021116089782】、名称为“一种生物纳米孔系统及其应用”，两个优先权专利技术专利申请以引用方式全文并入。


[0002]本专利技术属于纳米孔检测领域，具体涉及一种MtMscL纳米孔系统在检测多肽中的应用。

技术介绍

[0003]纳米孔传感是一种单分子传感技术，有着类似于库尔特计数器(Kurt counter)的检测原理。该技术具有在单分子水平上实时和直接监测的特点，且一般不需要对待测物进行标记或修饰。这些优点使纳米孔成为生物传感和生物检测的新兴技术。大多数生物纳米孔的直径在大约1nm到大约4nm之间(如MspA、α
‑
HL20和phi 29DNA包装马达)，适用于单链DNA(ssDNA)和双链DNA(dsDNA)的传感。但对于较小分子的传感，通常需要标记或适配体，如定点诱变或修饰特定的适配器。以α
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HL为例，其有限的孔径约1.4nm，因此应用范围限制在ssDNA、RNA或小分子的分析中，通过利用环糊精(cyclodextrin)修饰，可用于直接检测单磷酸脱氧核糖核苷dNMPs，无需荧光标记。但通过修饰手段改变生物纳米孔的孔径需要大量的生物工程技术辅助。虽然现在已有研究提出了基于纳米孔或药物通道相互作用的药物分子检测方法，然而，这些方法仍需要结合适配体。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术提供了一种MtMscL纳米孔系统在检测多肽中的应用，其特征在于，所述纳米孔系统包括纳米孔、绝缘膜和第一介质和第二介质；所述纳米孔被嵌入所述绝缘膜中，所述绝缘膜将所述第一介质与所述第二介质分隔开，所述纳米孔提供连通所述第一介质与所述第二介质的通道，向所述第一介质和所述第二介质之间施加驱动力后，位于所述第一介质的所述多肽与所述纳米孔相互作用；所述纳米孔包括结核分枝杆菌大电导机械力敏感性通道蛋白(MtMscL)。
[0005]在一个实施方案中，所述纳米孔包括SEQ ID NO:1
‑
3中任一项的氨基酸序列。
[0006]在一个实施方案中，所述纳米孔为MtMscL C端截短体，所述MtMscL C端截短体的构建方式为C端截短SEQ ID NO:1的第111至第151位之间的氨基酸残基。
[0007]在一个实施方案中，所述多肽的分子量大于4kD。
[0008]在一个实施方案中，所述多肽的检测限为2μM。
[0009]在一个实施方案中，所述MtMscL C端截短体的序列如SEQ ID NO:2所示。
[0010]在一个实施方案中，所述第一介质为200mM氯化钾溶液、10mM HEPES和pH 7.5，所述第二介质为2M氯化钾溶液、10mM HEPES和pH 7.5。
[0011]在一个实施方案中，所述多肽包括Complexin
‑
I或SNAP
‑
25。
[0012]在一个实施方案中，所述应用包括检测全血样本中的所述多肽。
[0013]在一个实施方案中，所述应用包括检测所述多肽的存在和/或浓度。
[0014]有益效果
[0015]本专利技术将机械力敏感性通道MtMscL作为纳米孔来生物传感，并证明了MtMscL具有精确传感不同长度和类型的多肽的能力。具体地，MtMscL可以被嵌入到绝缘膜中，无需额外压力刺激，即可呈现稳定的通道电流。直接向形成的MtMscL纳米孔系统加入多肽并施加驱动力后，多肽会与MtMscL纳米孔相互作用，产生特异性的电流信号。通过分析不同的电流信号，进而可以检测并表征不同的多肽(包括检测多肽是否存在和/或多肽的浓度)。
[0016]本专利技术发现MtMscL纳米孔(野生型MtMscL和MtMscL C截短体(
△
C))都具备检测和表征多肽的能力。在检测多肽时，本专利技术提供的MtMscL纳米孔不需要适配体结合，也不需要抗体修饰，即可高灵敏度地直接检测并表征多肽(包括检测多肽是否存在和/或多肽的浓度)。此外，MtMscL纳米孔还展现出较强的抗干扰能力，并能够对体液样本(例如全血样本)进行直接检测。因此，MtMscL纳米孔适用于检测神经递质释放障碍疾病相关生物标志物、检测合成多肽的生产过程中是否存在该多肽、研究蛋白多肽相互作用等多种应用场景。
附图说明
[0017]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
[0018]图1是MtMscL(WT)的SDS
‑
PAGE胶图和蛋白结构与表达纯化分子筛(A)及嵌孔轨迹图(B)，构建的截短体的SDS
‑
PAGE胶图及嵌孔轨迹图(C)，MtMscL(WT)与MtMscL(
△
C)的SDS
‑
PAGE胶图(D)以及MtMscL(
△
C)的蛋白结构与表达纯化分子筛(E)；
[0019]图2为MtMscL(WT)与MtMscL(
△
C)在
‑
50mV到+50mV的电压范围下的I
‑
V曲线图；
[0020]图3为MtMscL(WT)纳米孔在
‑
50mV的电压下检测并区分抗生素的实验图；
[0021]图4为MtMscL(
△
C)纳米孔在
‑
50mV的电压下检测并区分抗生素的实验图；
[0022]图5为MtMscL(
△
C)突变体A纳米孔在50mV的电压下的嵌孔轨迹图(A)和检测妥布霉素的实验图(B)；
[0023]图6是MtMscL(WT)(A)和MtMscL(
△
C)(B)的质粒图谱；
[0024]图7为MtMscL(WT)纳米孔在
‑
50mV的电压下的检测并区分不同长度Complexin
‑
I多肽的实验图(电解质条件：
‑
trans室：200mM KCl，10mM HEPES，pH7.5；
‑
cis室：2M KCl，10mM HEPES，pH 7.5)；
[0025]图8为MtMscL(
△
C)纳米孔在
‑
50mV的电压下的检测并区分不同长度Complexin
‑
I多肽的实验图(电解质条件：
‑
trans室：200mM KCl，10mM HEPES，pH7.5；
‑...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种纳米孔系统在检测多肽中的应用，其特征在于，所述纳米孔系统包括纳米孔、绝缘膜和第一介质和第二介质；所述纳米孔被嵌入所述绝缘膜中，所述绝缘膜将所述第一介质与所述第二介质分隔开，所述纳米孔提供连通所述第一介质与所述第二介质的通道，向所述第一介质和所述第二介质之间施加驱动力后，位于所述第一介质的所述多肽与所述纳米孔相互作用；所述纳米孔包括结核分枝杆菌大电导机械力敏感性通道蛋白(MtMscL)。2.如权利要求1所述的应用，其特征在于，所述纳米孔包括SEQ ID NO:1
‑
3中任一项的氨基酸序列。3.如权利要求1所述的应用，其特征在于，所述纳米孔为MtMscL C端截短体，所述MtMscL C端截短体的构建方式为C端截短SEQ ID NO:1的第111至第151位之间的氨基酸残基。4.如权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：耿佳，李开菊，袁巍丹，梁炜博，
申请(专利权)人：四川大学，
类型：发明
国别省市：