分离和研究单一蛋白质的新技术为提高对疾病过程的理解铺平了道路

科学家们开发了新技术，使分离和研究一种比人类头发细10，000倍的蛋白质如何随着时间的推移而表现和变化成为可能。

诺丁汉特伦特大学的研究小组表示，这项工作 - 这是同类中的第一次 - 使他们能够看到蛋白质在其自然环境中的行为，并且可以帮助更好地了解与疾病相关的蛋白质以及它们对某些疗法的反应。

该研究涉及使用非常高浓度的光，当光束通过专门设计的纳米结构传输时，会产生适量的力来抓住并保持流体中的单个蛋白质而不会损坏它。

该技术能够检测光是如何散射的，研究人员可以分析这些独特的数据，以实时揭示蛋白质的行为。

蛋白质在其天然液体环境中进行研究，因为该团队的技术可以通过改变盐浓度，pH值或氧气水平等因素来模仿身体。

作为概念证明，研究人员研究了铁蛋白，这是一种血液中的蛋白质，可储存和释放铁，以预防与铁失调相关的疾病，如贫血。

在研究期间，他们能够区分含铁和不含铁蛋白 - 因为数据显示它们的重量和运动存在差异 - 甚至没有铁的铁蛋白开始捕获和储存铁的点。

他们说，这项研究加深了对铁蛋白铁摄取机制的理解，这可能导致铁相关疾病的新疗法。

到目前为止，铁蛋白的研究只能使用集成测量来量化大量蛋白质的特征，这提供了有关其结构变化的有限信息。

研究人员认为，由于蛋白质变化发生在疾病症状之前，他们的工作可以更早地识别和治疗一系列疾病。

“为了能够看到视力之外的东西，你首先需要正确的技术。我们的纳米结构使我们能够在纳米尺度上观察蛋白质，“诺丁汉特伦特大学科技学院的首席研究员翠峰英博士说。

她说：“这项技术使我们能够通过使用高强度光束在自己的环境中捕获，保持和研究单个活蛋白质的行为。通常，您需要一起研究许多蛋白质，以查看该小组的反应。

“许多蛋白质与疾病有关;如果我们能看到根本问题，那么我们就有可能更好、更早地对待他们。

诺丁汉特伦特大学的博士候选人、这项研究的第一作者Arman Yousefi说：“散射光为我们提供了一个独特的指纹，向我们展示了蛋白质的行为。关于铁蛋白，我们观察到有铁和无铁的蛋白质的刚性和松弛状态，甚至从环境中收集和储存铁的过程。

NTU工程学教授，皇家学会沃尔夫森研究员Mohsen Rahmani补充说：“这项技术和技术使我们有可能识别与疾病出现和进展相关的蛋白质变化。我们可以观察很多蛋白质，看看它们对不同药物的反应。未来，这一突破可能在提高存活率和降低医疗成本方面发挥关键作用。

“以前没有工具使我们能够以这种方式研究蛋白质而不会破坏它们。

这项研究还涉及诺丁汉大学和瑞士弗里堡大学的阿道夫默克尔研究所，发表在《纳米快报》杂志上。

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