增加可从蛋白质微阵列中提取的信息量

通过使用傅立叶变换红外光谱(FTIR)，比利时布鲁塞尔自由大学结构生物学和生物信息学中心的研究人员可以大大增加从蛋白质微阵列中提取的信息量。在当前的生物医学光谱学和成像问题的一份新报告中，他们展示了如何从不大于人类头发直径的蛋白质斑点获得高质量的光谱。

蛋白质微阵列的常见用途需要蛋白质与其他化合物如治疗药物的结合。荧光分子附着在蛋白质上，这样如果与药物发生结合，就会有来自结合对的光信号。然而，这些荧光蛋白的制备困难且昂贵，并且信息仅限于确定药物是否结合。

红外(IR)光谱可以探测物质的分子结构。不同波长的红外光被分子中的不同化学键吸收，并且通过扫描一系列波长，可以测量键的种类。这些测量包括样品中分子的指纹。此外，IR光谱不仅考虑了细胞分子的化学性质，还考虑了它们的形状。它们对蛋白质二级结构特别敏感。

研究人员使用商业工具制造微阵列，其中从溶液中沉积约100微微升的蛋白质。得到的蛋白质点直径约为100微米。使用128x128焦平面阵列从阵列中的每个点收集全红外光谱，得到16,384个完整光谱。对这些光谱进行预处理以去除随机噪声并进行背景校正。

为了测试该方法的灵敏度，制备浓度为10至0.1mg / ml的溶菌酶，白蛋白和血红蛋白溶液并沉积在多个点中。单点提供来自典型蛋白质白蛋白的结构和浓度信息。

根据首席研究员Erik Goormaghtigh博士的说法，FTIR和微阵列技术的结合有三个主要优势。

无标记检测：标记的蛋白质可能不是商业上可获得的或非常昂贵的。它还提高了质量，因为标记程序经常破坏部分蛋白质结构。

蛋白质的直接和绝对定量：红外检测可以量化样品中结合蛋白的量。

蛋白质的完整印记：红外成像提供结合分子的完整振动光谱，其包括化学反应和蛋白质二级结构的信息。

“这项研究的结果表明，可以从微量蛋白质中获得高质量的光谱，即低于单层蛋白质，”Goormaghtigh博士解释说。“这很重要，因为它开辟了使用红外成像而不是荧光来检测结合的方法。这项工作还表明，现在可以通过结合微阵列技术和红外光谱成像技术进行高通量蛋白质分析。数百种蛋白质可以在几分钟内进行定量分析。从蛋白质生产/纯化到微阵列分析的整个过程现在集成在一个名为Robotein的高通量机器人平台中。“

“Goormagtigh及其同事的研究将进一步提高FTIR光谱学在蛋白质药物和蛋白质组学研究中的实用性。该方法将很好地补充和补充现有技术，用于蛋白质表征，如CD，NMR和质谱，”生物医学光谱学和成像主编Parvez I. Haris博士，英国德蒙福特大学健康与生命科学学院。

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