Nanocanali funzionali per il rilevamento della fosforilazione della tirosina. Credito:QING Guangyan
La fosforilazione della tirosina (pTyr) può avviare la segnalazione cellulare e governare le funzioni cellulari. La sua disregolazione è implicata in molte malattie, soprattutto i tumori. Il rilevamento specifico di pTyr-è importante per lo sviluppo di farmaci antitumorali mirati.
L'approccio comunemente usato per rilevare pTyr si basa sul dosaggio radiometrico con [γ- 32 P]-ATP come substrato, che risente dell'uso di reagenti radioattivi nocivi e della generazione di scorie radioattive.
Sono stati sviluppati anche metodi basati su anticorpi e alcuni sensori chimici sintetici per ottenere il rilevamento specifico di pTyr per i test di screening degli inibitori della chinasi. Però, questi metodi non sono convenienti.
Recentemente, un gruppo di ricerca guidato dal Prof. Qing Guangyan del Dalian Institute of Chemical Physics (DICP) dell'Accademia cinese delle scienze ha sviluppato un nuovo approccio basato su una piattaforma di nanocanali ionici funzionali per il rilevamento specifico della fosforilazione della tirosina.
I risultati sono stati pubblicati nel Giornale della Società Chimica Americana il 7 settembre.
Imitando le molteplici interazioni dei gruppi guanidinio dai residui di arginina con i residui fosforilati nelle proteine, i ricercatori hanno progettato un polimero funzionale contenente ricchi gruppi di guanidinio per modificare un substrato di nanocanali ionici, e ha sviluppato un dispositivo funzionale a nanocanali.
Il polimero potrebbe riconoscere il peptide fosforilato (PP) attraverso il legame del gruppo guanidinio con il gruppo fosfato in PP, ed amplificare tale riconoscimento al cambiamento conformazionale del polimero stesso. Ulteriore, il cambiamento conformazionale è stato convertito nel cambiamento "OFF-ON" del flusso ionico del nanocanale, ottenendo infine la rivelazione di PP mediante la variazione di corrente ionica.
Il riconoscimento specifico per il peptide pTyr dai suoi omologhi pSer e pThr è stato ottenuto costruendo una semplice porta logica nanofluidica quando Ca 2+ è stato introdotto come elemento vincolante concorrenziale.
È importante sottolineare che l'eccellente capacità di rilevamento pTyr rende disponibili i nanocanali funzionali per il monitoraggio in tempo reale del processo pTyr da parte della tirosina chinasi su un substrato peptidico, anche in condizioni complicate, e lo studio proof-of-concept del monitoraggio dell'attività della chinasi dimostra il suo potenziale nello screening degli inibitori della chinasi.
