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L'imitazione di e cundizioni fisiulogichi aiuta i circadori à truvà leganti di metalli

I ricercatori anu sviluppatu un metudu per identificà e molécule chjuche chì liganu i ioni di metalli. Ioni di metalli sò essenziali in a biologia. Ma identificà quali molécule - è soprattuttu quali molécule chjuche - quelli ioni di metalli interagiscenu cù pò esse sfida.

Per separà i metaboliti per l'analisi, i metudi di metabolomica cunvinziunali utilizanu solventi organici è pH bassi, chì ponu causà cumplessi di metalli per dissociate. Pieter C. Dorrestein di l'Università di California San Diego è i so cumpagni vulianu mantene i cumplessi inseme per l'analisi imitando e cundizioni native truvate in e cellule. Ma s'ellu anu utilizatu e cundizioni fisiulogichi durante a siparazione di e molécule, avarianu avutu da reoptimize e cundizioni di separazione per ogni cundizione fisiologica chì vulianu pruvà.

Invece, i circadori anu sviluppatu un accostu in dui fasi chì introduce e cundizioni fisiulogichi trà una separazione cromatografica convenzionale è un analisi spettrometricu di massa (Nat. Chem. 2021, DOI: 10.1038/s41557-021-00803-1). Prima, anu separatu un extracte biologicu utilizendu a cromatografia liquida d'alta prestazione convenzionale. Allora aghjustavanu u pH di u flussu chì esce da a colonna cromatografica per imite e cundizioni fisiologiche, aghjunghjenu ioni di metalli, è analizà a mistura cù spettrometria di massa. Eseguivanu l'analisi duie volte per ottene spettri di massa di picculi molécule cù è senza metalli. Per identificà quale molécule liganu i metalli, anu utilizatu un metudu computazionale chì usa forme di picchi per inferisce e cunnessione trà l'ispettri di versioni ligati è unbound.

Una manera di mimicà più e cundizioni fisiulogichi, Dorrestein dice, seria di aghjunghje alta concentrazione di ioni, cum'è sodiu o potasio, è bassu cuncentrazione di u metale d'interessu. "Diventa un esperimentu di cumpetizione. Bastamente vi dicerà, OK, sta molécula in queste cundizioni hà più propensione à ligà u sodiu è u potassiu o questu unicu metallu chì avete aghjustatu ", dice Dorrestein. "Pudemu infuse parechji metalli diffirenti simultaneamente, è pudemu veramente capisce a preferenza è a selettività in quellu cuntestu".

In l'estratti di cultura da Escherichia coli, i circadori identificanu composti cunnisciuti di u ferru cum'è yersiniabactin è aerobactin. In u casu di yersiniabactin, anu scupertu chì pò ancu unisce u zincu.

I circadori identificanu cumposti di leganti di metalli in campioni cum'è cumplessi cum'è a materia urganica dissoluta da l'oceanu. "Questu hè assolutamente unu di i campioni più cumplessi chì aghju mai guardatu", dice Dorrestein. "Hè prubabilmente cumplessu cum'è, se micca più cumplessu di u petroliu crudu". U metudu hà identificatu l'acidu domoicu cum'è una molecula di u cobre è suggerisce chì si lia Cu2+ cum'è un dimère.

"Un approcciu omicu per identificà tutti i metaboliti di leganti di metalli in un campionu hè estremamente utile per l'impurtanza di a chelazione di metalli biologichi", scrive Oliver Baars, chì studia i metaboliti di leganti di metalli pruduciuti da e piante è i microbi in North Carolina State University. email.

"Dorrestein è i so cumpagni di travagliu furniscenu un saggio elegante, assai necessariu, per pruvà megliu quale puderia esse u rolu fisiulogicu di ioni metalli in a cellula", Albert JR Heck, un pioniere in l'analisi di spettrometria di massa nativa à l'Università di Utrecht, scrive in un email. "Un passu prossimu pussibule seria di estrarre i metaboliti in cundizioni native da a cellula è fraccionà questi ancu in cundizioni native, per vede quali metaboliti portanu quali ioni di metalli cellulari endogeni".

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ISSN 0009-2347
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