Meniru kondisi fisiologis membantu peneliti menemukan pengikat logam
Para peneliti telah mengembangkan metode untuk mengidentifikasi molekul kecil yang mengikat ion logam.Ion logam sangat penting dalam biologi.Tetapi mengidentifikasi molekul mana — dan terutama molekul kecil mana — ion logam yang berinteraksi dengannya dapat menjadi tantangan.
Untuk memisahkan metabolit untuk analisis, metode metabolomik konvensional menggunakan pelarut organik dan pH rendah, yang dapat menyebabkan kompleks logam terdisosiasi.Pieter C. Dorrestein dari University of California San Diego dan rekan kerjanya ingin menyatukan kompleks untuk analisis dengan meniru kondisi asli yang ditemukan dalam sel.Tetapi jika mereka menggunakan kondisi fisiologis selama pemisahan molekul, mereka harus mengoptimalkan kembali kondisi pemisahan untuk setiap kondisi fisiologis yang ingin mereka uji.
Sebaliknya, para peneliti mengembangkan pendekatan dua tahap yang memperkenalkan kondisi fisiologis antara pemisahan kromatografi konvensional dan analisis spektrometri massa (Nat. Chem. 2021, DOI: 10.1038/s41557-021-00803-1).Pertama, mereka memisahkan ekstrak biologis menggunakan kromatografi cair kinerja tinggi konvensional.Kemudian mereka menyesuaikan pH aliran yang keluar dari kolom kromatografi untuk meniru kondisi fisiologis, menambahkan ion logam, dan menganalisis campuran dengan spektrometri massa.Mereka menjalankan analisis dua kali untuk mendapatkan spektrum massa molekul kecil dengan dan tanpa logam.Untuk mengidentifikasi molekul mana yang mengikat logam, mereka menggunakan metode komputasi yang menggunakan bentuk puncak untuk menyimpulkan hubungan antara spektrum versi terikat dan tidak terikat.
Salah satu cara untuk lebih meniru kondisi fisiologis, kata Dorrestein, adalah dengan menambahkan konsentrasi tinggi ion seperti natrium atau kalium dan konsentrasi rendah dari logam yang diinginkan.“Ini menjadi eksperimen kompetisi.Ini pada dasarnya akan memberi tahu Anda, Oke, molekul ini dalam kondisi tersebut memiliki kecenderungan lebih untuk mengikat natrium dan kalium atau logam unik yang telah Anda tambahkan ini, ”kata Dorrestein.“Kami dapat memasukkan banyak logam berbeda secara bersamaan, dan kami benar-benar dapat memahami preferensi dan selektivitas dalam konteks itu.”
Dalam ekstrak kultur dari Escherichia coli, para peneliti mengidentifikasi senyawa pengikat besi yang diketahui seperti yersiniabactin dan aerobactin.Dalam kasus yersiniabactin, mereka menemukan bahwa itu juga dapat mengikat seng.
Para peneliti mengidentifikasi senyawa pengikat logam dalam sampel serumit bahan organik terlarut dari laut."Itu benar-benar salah satu sampel paling kompleks yang pernah saya lihat," kata Dorrestein."Ini mungkin serumit, jika tidak lebih kompleks dari, minyak mentah."Metode tersebut mengidentifikasi asam domoat sebagai molekul pengikat tembaga dan menyarankan bahwa asam domoat mengikat Cu2+ sebagai dimer.
“Pendekatan omics untuk mengidentifikasi semua metabolit pengikat logam dalam sampel sangat berguna karena pentingnya khelasi logam biologis,” Oliver Baars, yang mempelajari metabolit pengikat logam yang diproduksi oleh tanaman dan mikroba di North Carolina State University, menulis dalam sebuah surel.
“Dorrestein dan rekan kerjanya menyediakan uji yang elegan, sangat dibutuhkan, untuk menyelidiki dengan lebih baik apa peran fisiologis ion logam dalam sel,” Albert JR Heck, pelopor dalam analisis spektrometri massa asli di Universitas Utrecht, menulis dalam sebuah email.“Langkah selanjutnya yang mungkin adalah mengekstrak metabolit dalam kondisi asli dari sel dan memecahnya juga dalam kondisi asli, untuk melihat metabolit mana yang membawa ion logam seluler endogen.”
Berita Kimia & Teknik
ISSN 009-2347
Hak Cipta © 2021 American Chemical Society
Waktu posting: 23 Des-2021