Podrobno

Razvoj bioloških nanopor za zaznavanje medicinsko pomembnih proteinov
ID Srnko, Marija (Avtor), ID Anderluh, Gregor (Mentor) Več o mentorju... Povezava se odpre v novem oknu

.pdfPDF - Predstavitvena datoteka, prenos (8,66 MB)
MD5: 9DA894EDB7965F313EF5EF97FE48C4DA

Izvleček
Po uspešni uporabi nanopor za določanje zaporedja nukleinskih kislin se raziskave na tem področju usmerjajo v zaznavanje proteinov in določanje njihovega aminokislinskega zaporedja. Metoda temelji na zaznavi električnih tokov in njihovih sprememb ob prehajanju ionov in analitov skozi nanometrsko proteinsko poro, vstavljeno v električno neprevodno lipidno ali polimerno membrano. Med najpogosteje uporabljenimi biološkimi porami so porotvorni proteini, pri čemer je FraC edini aktinoporin, že uporabljen v ta namen. V okviru doktorskega raziskovalnega dela smo proučevali in za zaznavanje optimizirali pore aktinoporinom podobnega proteina iz morske korale Orbicella faveolata (Fav). Mutant RN1-Fav je kljub manj stabilnemu α-vijačnemu transmembranskemu delu v primerjavami z β-porotvornimi proteini izkazoval stabilno vgradnjo v polimerne planarne membrane in omogočil razločevanje histonov. Zunajcelične histone se namreč vse pogosteje omenja kot potencialne biomarkerje, katerih hitra, natančna zaznava v realnem času bi lahko nadomestila dosedanji tehniki zaznavanja s protitelesi in masno spektrometrijo. Naši rezultati kažejo, da so za opažene spremembe električnih tokov ob dodatku histonov H4, H3.1, H3K9ac, H3K23ac in H3Cit ključne elektrostatske interakcije med pozitivno nabitimi histoni in negativnim neto nabojem lumna pore. Dodatno smo s pomočjo modelnega učenja uspešno ločili blokade, pripadajoče histonom v mešanicah H4/H3Cit, H4/H3.1 in H4/H3Cit/H3K9ac. V primeru najpogosteje prisotnih serumskih histonov H3Cit in H4 smo pokazali, da je na podlagi frekvence dogodkov mogoče določiti tudi njihovo koncentracijo in razmerje v mešanici. Kljub nezmožnosti sočasnega zaznavanja vseh petih uporabljenih histonov pa robustnost pore na spremembe aminokislinskega zaporedja v lumnu pore predstavlja dobro izhodišče za nadaljnjo optimizacijo pore in zaznavanje histonov v veliko bolj kompleksnejših bioloških vzorcih, kot je serum.

Jezik:Slovenski jezik
Ključne besede:porotvorni proteini, zaznavanje z nanoporami, histoni
Vrsta gradiva:Doktorsko delo/naloga
Tipologija:2.08 - Doktorska disertacija
Organizacija:BF - Biotehniška fakulteta
Leto izida:2026
PID:20.500.12556/RUL-184905 Povezava se odpre v novem oknu
COBISS.SI-ID:285188867 Povezava se odpre v novem oknu
Datum objave v RUL:17.07.2026
Število ogledov:70
Število prenosov:21
Metapodatki:XML DC-XML DC-RDF
:
Kopiraj citat
Objavi na:Bookmark and Share

Sekundarni jezik

Jezik:Angleški jezik
Naslov:Development of biological nanopores for sensing medically relevant proteins
Izvleček:
Nanopores are already used to determine the sequence of nucleic acids, and research in this field now focuses on detecting proteins and determining their amino acid sequences. The method relies on detecting electrical currents and their changes as ions and analytes pass through a nanometre-sized pore inserted into an insulating lipid or polymer membrane. Among the most commonly used biological pores are pore-forming proteins, with FraC being the only actinoporin used for this purpose. As part of the doctoral research, we studied and optimised the pores of an actinoporin-like protein from the Orbicella faveolata (Fav) sea coral for sensing purposes. Despite having a less stable α-helical transmembrane domain compared to β-barrel-forming proteins, the mutant RN1-Fav exhibited stable incorporation into polymeric planar membranes and enabled histone discrimination. Extracellular histones are increasingly mentioned as potential biomarkers, whose rapid and accurate detection in real time with nanopores could replace current antibody and mass spectrometry techniques. The results show that electrostatic interactions between positively charged histones and the negative net charge of the pore lumen are most likely the cause of observed changes in electric currents upon addition of histones H4, H3.1, H3K9ac, H3K23ac, and H3Cit. Additionally, we successfully separated the blocks corresponding to histones in the H4/H3Cit, H4/H3.1, and H4/H3Cit/H3K9ac mixtures using model learning. For the most common serum histones, H3Cit and H4, we showed that their concentration and ratio in the mixture can be determined based on the frequency of events. Despite the inability to detect all five histones simultaneously, the robustness of the pore to changes in the amino acid sequence in the pore lumen provides a good starting point for further optimisation of the pore and detection of histones in much more complex samples.

Ključne besede:pore-forming proteins, nanopore sensing, histones

Podobna dela

Podobna dela v RUL:
Podobna dela v drugih slovenskih zbirkah:

Nazaj