纳米孔上逐步缩短的肽链如何被逐个读取

准确测定肽链的氨基酸序列是蛋白质组学研究的关键环节，但传统方法面临技术瓶颈。受纳米孔DNA测序成功的启发，科学家尝试将纳米孔技术拓展至肽链测序。其核心挑战在于：如何让肽链在穿过纳米孔时产生稳定、均一、且与序列严格对应的电信号。本文提出一种名为“瞬态孔道分析物环化”（tPAL）的新策略。研究人员对分枝杆菌耻垢杆菌的MspA纳米孔进行双重改造——一端连接镍离子-氮川三乙酸（NTA-Ni）适配器，另一端共价固定待测肽链。这种特殊构型使肽链N端被纳米孔反复“读取”，大幅提升识别精度。随后，引入经胆固醇修饰的氨肽酶（一种能从N端逐个切除氨基酸的酶），该酶可锚定在纳米孔附近的脂质膜上，高效地将固定肽链按单个氨基酸逐步缩短。每次切除都会引起特征性、阶梯式、分布集中的电流信号变化，这些变化就像“密码”一样，直接对应肽链的氨基酸组成与顺序。实验表明，该方法不仅能精确分辨单个氨基酸差异（如点突变），还能可靠识别常见的翻译后修饰（如甲硫氨酸氧化、赖氨酸乙酰化）以及人工插入的非天然氨基酸。此外，该技术还可用于区分L型与D型手性肽链，展现出在纳米孔蛋白质组学和手性肽分析中的广阔应用前景。