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近日，中國科學(xué)院上海藥物研究所研究員高召兵、研究員文留青、副研究員夏冰清、研究員程曦等組成的聯(lián)合交叉攻關(guān)團(tuán)隊(duì)，設(shè)計(jì)并構(gòu)建了一種新型的工程化生物納米孔，首次實(shí)現(xiàn)鏈長達(dá)到十糖的復(fù)雜聚糖電信號解析，并達(dá)到了單糖分辨率，并實(shí)現(xiàn)復(fù)雜聚糖分子異構(gòu)體的區(qū)分。相關(guān)研究發(fā)表于《美國化學(xué)學(xué)會雜志》，并被選為封面文章。

圖片來源于《美國化學(xué)學(xué)會雜志》

實(shí)現(xiàn)高效的糖結(jié)構(gòu)鑒定和序列解析是開展糖類物質(zhì)活性與功能研究的基礎(chǔ)，也是推動糖科學(xué)快速發(fā)展的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。前期工作中，聯(lián)合攻關(guān)團(tuán)隊(duì)利用基因工程改造后的生物納米孔描繪了糖官能團(tuán)的電信號指紋圖譜，將納米孔在糖領(lǐng)域的研究從“糖檢測”正式推進(jìn)至“糖測序”階段。

為進(jìn)一步優(yōu)化突變納米孔α-溶血素（M113R）的檢測靈敏度以及檢測窗口，攻關(guān)團(tuán)隊(duì)對M113R進(jìn)行新一輪的基因工程改造，在保留一級傳感位點(diǎn)M113R的基礎(chǔ)上，對多個(gè)二級位點(diǎn)進(jìn)行了丙氨酸突變，篩選獲得一種工程化納米孔α-溶血素（M113R/T115A）。研究發(fā)現(xiàn)，M113R/T115A納米孔對糖分子結(jié)構(gòu)具備單糖分辨率，納米孔對于寡糖的實(shí)際讀長首次達(dá)到10。研究團(tuán)隊(duì)利用該納米孔檢測了具有不同糖苷鍵的寡糖異構(gòu)體，實(shí)現(xiàn)了不同鏈長異構(gòu)體的區(qū)分，并闡明了納米孔高靈敏度鑒定復(fù)雜聚糖微小差異的分子機(jī)制。