南京大学最新Nature
来源：iNature 2026-08-03 16:40
该研究提出了一种全新的纳米孔肽测序策略，通过工程化改造纳米孔、固定单个肽分子，并结合酶促逐步切割，实现了对肽链氨基酸序列的连续读取，为单分子蛋白质测序领域带来了新的技术路线。
肽序列的准确解码在蛋白质组学中至关重要。然而，由于肽的组成和结构复杂性，实现这一目标是一项技术挑战。受纳米孔核酸测序成功启发的研究表明，基于纳米孔的技术也可应用于肽测序。关键在于在顺序纳米孔读出的过程中产生分布狭窄、一致且序列依赖的事件。
2026年7月29日，南京大学黄硕团队在Nature在线发表题为Sequential reading of a stepwise-shortened peptide immobilized on nanopore的研究论文。
该研究提出了一种全新的纳米孔肽测序策略——transient pore analyte looping（tPAL，瞬态孔-分析物环化策略）。该方法通过工程化改造纳米孔、固定单个肽分子，并结合酶促逐步切割，实现了对肽链氨基酸序列的连续读取，为单分子蛋白质测序领域带来了新的技术路线。
蛋白质是细胞中主要的功能分子，执行广泛的生物学功能。蛋白质的氨基酸序列是其结构和功能的根本决定因素。因此，解码蛋白质序列对于理解生物学机制和病理过程至关重要。
然而，传统的蛋白质测序技术，如埃德曼降解（Edman degradation）和质谱（MS），由于检测灵敏度和动态范围有限，难以检测低丰度蛋白质和翻译后修饰（PTMs）。因此，开发能够对单个蛋白质进行直接、高分辨率和PTM敏感分析的单分子蛋白质测序至关重要。
纳米孔是单分子分析的强大工具，已在核酸测序中取得长期突破。基于纳米孔的核酸测序的成功加速了基于纳米孔的蛋白质测序的发展。类似于核酸链测序的策略已被适用于肽和蛋白质，催生了如纳米孔诱导相移测序（NIPSS）、解折叠酶介导的蛋白质测序和电渗流阻滞蛋白质易位等方法。
然而，从这些纳米孔信号中准确解码肽序列仍然具有挑战性，主要原因是纳米孔传感器的空间分辨率有限，以及由于肽在纳米孔腔内不受约束的运动导致的相应纳米孔事件的宽分散性。
含双反应位点的异八聚体MspA的构建（图源自Nature ）
在此，研究人员介绍一种基于纳米孔的策略，称为瞬态孔分析物成环。该研究开发了一种工程化的耻垢分枝杆菌孔蛋白A纳米孔，该纳米孔用镍离子结合的次氮基三乙酸适配体和靶肽进行双重修饰。这种独特的传感配置通过多次重读实现对固定化肽N末端的精确识别。
在胆固醇化氨肽酶的辅助下，固定化肽可以以单个氨基酸的增量顺序缩短，产生序列依赖、逐步且分布狭窄的信号变化，为肽序列解码提供线索。该策略实现了单氨基酸分辨率，并有效识别单氨基酸突变、翻译后修饰和非天然氨基酸插入——表明其在纳米孔蛋白质组学和手性肽分析中的多功能性。
参考消息：https://www.nature.com/articles/s41586-026-10881-1
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