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H2O2 and phosphorylated peptide dual-responsive nanochannel device

Lang Peng, Cunli Wang, Qiwen Lin, Yongxin Chang, Xiaoyu Zhang, Jing Wang, Zan Li, Zhiying Yang, Wenjing Sun, Wenqi Lu, Dongdong Wang, and Guangyan Qing*

Anal. Chem. 2023, DOI: 10.1021/acs.analchem.3c01458

原文链接：https://doi.org/10.1021/acs.analchem.3c01458

氧化和蛋白质磷酸化是参与调节各种细胞活动的关键机制。 越来越多的研究表明，氧化应激可能会影响特定激酶或磷酸酶的活性，从而导致某些蛋白质磷酸化状态的改变。 最终这些改变会影响细胞信号通路和基因表达模式。 然而，氧化与蛋白质磷酸化之间的关系提醒复杂且尚未完全了解。 因此，开发能够同时检测氧化和蛋白质磷酸化的有效传感器是一项持续的挑战。 为了满足这一需求，我们引入了一种概念验证纳米通道装置，它对双氧水和磷酸化肽 (PP) 都有双重响应。 具体来说，我们设计了一种肽 GGGCEG(GPGGA)4CEGRRRR，它包含一个 双氧水敏感单元 CEG、一个弹性肽片段 (GPGGA)4 和一个磷酸化位点识别片段 RRRR。 当肽固定在聚对苯二甲酸乙二醇酯膜中锥形纳米通道的内壁上时，这种肽修饰的纳米通道装置对双氧水和 PP 均表现出灵敏的响应。 响应于双氧水，肽链经历随机卷曲到alpha-螺旋的转变，这导致纳米通道的接近到开放的转变，伴随着跨膜离子电流的显着增加。 相反，肽与 PP 的结合屏蔽了 RRRR 片段的正电荷，导致跨膜离子电流降低。 这些独特的功能能够灵敏检测由血小板衍生生长因子 (PDGF) 刺激的 3T3-L1 细胞释放的活性氧，以及 PDGF 诱导的 PP 水平变化。 实时激酶活性监测进一步证实了该设备在激酶抑制剂筛选方面的潜在效用。

论文的第一作者是来自武汉纺织大学化学与化工学院的彭浪同学，在研究组开展硕士联合培养。