Com sensibilidade inaudita, o Bier da marca da universidade do Carnegie Mellon caraterizou grandes partículas virais e fatores volumosos de von Willebrand usando um espectrómetro maciço novo. Estes resultados emocionantes podem conduzir às descobertas biológicas novas e representar uma etapa mais perto do diagnóstico rápido da doença usando a espetrometria maciça.
“Esta é uma fronteira nova na pesquisa da espetrometria maciça,” disse o Bier, o professor da pesquisa do associado e o diretor do centro para a análise molecular no departamento de química na faculdade de Mellon da ciência. “Nós antecipamos que este trabalho ajudará a avançar a pesquisa no proteomics, no virology, na biologia molecular e na nanotecnologia.” O Bier apresentou sua pesquisa na 234th reunião nacional da sociedade química americana em Boston. |
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Os espectrómetros maciços, que separam moléculas basearam no seu massa-à-carregam a relação, podem ajudar investigadores a identificar os compostos baseados em sua massa original e são usados rotineiramente para determinar o peso, a estrutura e a quantidade de moléculas pequenas ou os fragmentos das moléculas. Os instrumentos convencionais, entretanto, não são equipados para caraterizar sensìvel grandes moléculas sobre 150 kiloDaltons (uma medida da massa) em um estado low-charge.
Usando um espectrómetro maciço de Macromizer™, o grupo do Bier analisou com sucesso o escudo exterior do vírus HK97. Coletaram um espetro maciço do escudo maduro da proteína, que pesa os megaDaltons 12.9 (12.900 kiloDaltons) e o escudo uncleaved da proteína (megaDaltons 17.7), que revelaram as cargas um 30+ positivas inauditas. Igualmente coletaram um espetro maciço melhorado de uns megaDaltons do fator de von Willebrand (0.2 a 1.1), um complexo da proteína no sangue necessário para a coagulação apropriada. A habilidade massa-de analisar diretamente estas moléculas biológicas pesadas intact e em um estado low-charge representa um nível novo de tecnologia convencional de utilização previamente inatingível do detetor da análise, de acordo com o Bier.
Muitas moléculas biológicas são demasiado grandes ser analisadas eficientemente em estados low-charge usando os espectrómetros maciços atuais, assim a maioria de proteínas da ruptura dos cientistas para baixo em fragmentos menores antes de analisá-los no espectrómetro maciço. Embora uma técnica eficaz e poderosa, esta aproximação de baixo para cima tome tipicamente dias para terminar e não permite que os cientistas usem espectrómetros maciços para estudar diretamente muitas grandes, proteínas intatas e outros complexos macromoleculares.
O Bier conduziu seus estudos usando uma aproximação invertido do complexo intato usando um espectrómetro maciço cryodetector-baseado de MALDI TOF (Macromizer) equipado com as 16 junções superconducting do túnel. O Carnegie Mellon abriga os únicos dois destes instrumentos no grupo do Bier dos E.U. pode usar o Macromizer para medir o peso molecular de uma grande, proteína intata ou um complexo da proteína em uma matéria dos segundos. Porque pode medir complexos intatos da proteína, esta aproximação igualmente evita a perda da amostra que ocorre tipicamente durante a aproximação de baixo para cima.
“Nossos resultados são uma primeira etapa para nosso objectivo último -- para identificar um vírus, o fator de coagulação ou qualquer tipo de grande molécula biológica apenas pesando o ou seus fragmentos gás-fase-gerados,” disseram o Bier. “Isto forneceria uma ferramenta clínica rápida para diagnosticar uma infeção viral ou uma doença de sangue, por exemplo.” |
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O Bier está colaborando com o Roger Hendrix, um professor de ciências biológicas na universidade de Pittsburgh, que estuda como o escudo exterior do vírus HK97 monta. Porque Hendrix carateriza as proteínas virais, as partículas e os subunits que são demasiado pesados estudar usando atualmente espectrómetros maciços disponíveis, o Bier espera que seus dados os ajudarão a descobrir a biologia nova. O Bier igualmente está colaborando com o Dominic Chung, um professor da pesquisa no departamento da bioquímica na universidade de Washington em Seattle, e de Tom Howard, um médico Los Angeles no sistema sanitàrio maior do VA, que estuda junto fatores de von Willebrand. Da “a análise marca pela espetrometria maciça indica muitos detalhes sobre a composição do fator humano normal de von Willebrand do plasma. Este espetro é verdadeiramente surpreendente e muito revelando,” Chung disse.
O trabalho atual do Bier é parte de uma concessão do programa biológico (NSF) da infra-estrutura do National Science Foundation, que suporta as atividades variadas que fornecem a infra-estrutura para a pesquisa contemporânea na biologia. Com esta sustentação do NSF, o Bier igualmente está construindo um espectrómetro maciço do íon pesado next-generation.
Para mais informação, visita http://mass-spec.chem.cmu.edu/www-mbier/.
Sobre o Carnegie Mellon: O Carnegie Mellon é uma universidade confidencial da pesquisa com uma mistura distintiva de programas na engenharia, na informática, na robótica, no negócio, na política de interesse público, nas belas artes e nas humanidades. Mais de 10.000 undergraduate e estudantes de terceiro ciclo recebem uma instrução caraterizada por seu foco em criar e em executar soluções para verdadeiros problemas, a colaboração interdisciplinar, e a inovação. Uma relação pequena da estudante-à-faculdade fornece uma oportunidade para a interação próxima entre estudantes e professores. Quando a tecnologia for patente em seu terreno de Pittsburgh de 144 acres, o Carnegie Mellon é igualmente distintivo entre universidades principais da pesquisa para os programas mundo-ilustres em sua faculdade das belas artes. Uma universidade global, Carnegie Mellon tem terrenos em Silicon Valley, Califórnia, e Qatar, e programas em Ásia, em Austrália e em Europa. Para mais, ver http://www.cmu.edu/.
Fonte: Amy Pavlak
Universidade do Carnegie Mellon
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