分享一篇发表在Natural Chemical Biology上的文章，文章题目为“Direct mapping of tyrosine sulfation states in native peptides by nanopore”。本文通讯作者为南京大学化学化工学院的龙亿涛教授和李孟寅副研究员，二者的研究方向均为基于纳米孔的单分子分析。

酪氨酸上的硫酸化修饰是一种常见的发生在酪氨酸上的翻译后修饰，但是由于研究方法的限制，目前对于酪氨酸硫酸化修饰的研究较少。虽然质谱是探究翻译后修饰的有力工具，但是酪氨酸上的硫酸化修饰对pH值和温度都很敏感，且酪氨酸上的硫酸化修饰和磷酸化修饰仅相差0.0095 Da，因此使用质谱的方法来分析蛋白上的酪氨酸硫酸化位点较为困难。本文提出了使用纳米孔技术来检测酪氨酸的硫酸化修饰，希望实现对蛋白中硫酸化修饰的精确检测。

纳米孔的信号受到目标分子的构象、尺寸和电荷等特征的影响，已有研究证明目标分子与纳米孔之间的非共价相互作用可以影响电流的阻断模式和强度，这是实现翻译后修饰检测的关键，而硫酸化的酪氨酸具有负电荷和亲水性，因此硫酸化酪氨酸与纳米孔之间的静电作用和氢键的形成是区分硫酸化和未修饰肽的关键。基于此，作者先设计了Aerolysin生物纳米孔道的单分子界面，增强了硫酸化酪氨酸与Aerolysin传感区域之间的特异性相互作用，使用C-C趋化因子受体2型蛋白(CCR2)中的十肽序列进行了验证，选择了对硫酸化多肽区分效果最好的突变体T232K。之后使用分子动力学模拟探究了这种特异性相互作用影响纳米孔识别酪氨酸硫酸化修饰的机制。此外，作者还使用另外三种多肽序列来检测他们的方法不具有序列选择性，是一种通用的方法。

然后，作者建立了一种检测全长蛋白中硫酸化位点的方法，该方法是将全长蛋白消化之后，得到的多肽片段一部分不做处理进行纳米孔检测，另一部分处理之后使其脱除硫酸化修饰，然后进行纳米孔检测，通过比较纳米孔信号的差异，确定蛋白含有硫酸化修饰，并利用电流信号计算出含有硫酸化修饰多肽的质量，分析质量得到其序列，然后使用质谱的方法验证。最后，作者通过进一步设计纳米孔的界面，成功实现了对酪氨酸上磷酸化和硫酸化的区分。

综上所述，作者开发了一种基于纳米孔的方法来检测多肽中硫酸化酪氨酸状态。

本文作者：LZ

责任编辑：WYQ

原文链接：https://www.nature.com/articles/s41589-024-01734-x

文章引用：10.1038/s41589-024-01734-x