每天，数以百万计的生物过程发生在我们的身体细胞水平上。研究这些过程可以帮助我们更多地了解细胞的功能，这个领域一直吸引着研究人员。然而，最近，在这个领域有了一个新的参与者。一种新的分析方法-单分子检测-由于其在观察特定的，生物学相关的分子以及与之相关的过程方面的成功而获得了动力。
科学家们已经尝试使用单分子检测测定方法来研究蛋白质及其翻译后修饰(PTM)。PTM是在蛋白质合成后观察到的酶促变化，其中官能团被添加到蛋白质中的氨基酸中，使其能够执行特定的功能。
PTM的研究可以帮助我们了解细胞信号传导和几种疾病的起源。然而，旨在这样做的测定必须具有高度选择性并且对该蛋白质具有特异性。鉴于当前技术缺乏灵敏度，获得单分子PTM测量具有挑战性。
最近，东京工业大学(东京工业大学)的研究人员发现了一种“电气化”方法来克服这些限制。在最近发表在《美国化学会杂志》上的突破中，由东京工业大学DomoakiNishino副教授领导的一组科学家报告了肽中磷酸化(短氨基酸链)的单分子检测，以及在电子签名的帮助下形成正磷酸盐连接。
Nishino博士解释说：“我们选择了肽磷酸化，这是一种原型和生物学相关的PTM，用于我们的检测研究。目的是开发一种工具，可以检测氨基酸化学结构的最轻微变化。
首先，该团队使用其无机类似物正磷酸(H3采购订单4).他们制备了磷酸盐溶液(PO43-)，并将其置于扫描隧道显微镜(STM)辅助的断裂结(BJ)技术中。当电流在两个金STM电极之间传递时，发现正磷酸盐基团由于其带负电荷的氧原子与金的相互作用而形成稳定的结，从而通过形成稳定的连接来桥接电极之间的纳米间隙。正是这个交汇点及其特征推动了进一步的实验。
发现单正磷酸盐液络部具有0.4G的高电导率0和不同的电子性质，后者使该过程具有高度特异性并准确地感知所讨论的PTM(即磷酸化)。为了进一步测试他们的技术，该团队进行了原位单分子磷酸化测定，他们能够以95%的准确度和91%的特异性区分磷酸化和非磷酸化肽。
本研究中演示的方法为蛋白质中的PTM世界提供了不可预见的视角。这种新技术还将为在临床诊断和制药应用中使用PTM的单分子检测开辟新的途径。
“蛋白质磷酸化与多种疾病的发病机制之间有很强的联系。我们的方法将使科学家能够理清磷酸化如何调节导致疾病起源的细胞事件，从而有助于治疗的发展，“Nishino博士总结道。