图 利用二硫化钼纳米孔分辨不同天然氨基酸分子

　　在国家自然科学基金项目（批准号：21974123）等资助下，浙江大学冯建东研究员团队发展了基于纳米孔的氨基酸识别方法，他们所构建的直径为1纳米左右的人工纳米孔可进行单个氨基酸分子的精准识别。研究成果以“亚道尔顿分辨率的二硫化钼纳米孔实现单氨基酸分辨 (MoS₂ nanopore identifies single amino acids with sub-1 Dalton resolution)”为题，于2023年5月20日发表于《自然·通讯》（Nature Communications）。论文链接：https://www.nature.com/articles/s41467-023-38627-x。

　　蛋白质是重要的生物大分子，但由于缺乏普适、高效的测序技术，人们对它的了解还极其有限，这制约了人类对于生命世界的进一步理解。当前蛋白质测序的主流方法是质谱技术，但是在检测速度、读取长度和灵敏度方面还存在很大不足，其效力远不及基因组学和转录组学。利用纳米孔进行蛋白测序要解决的挑战之一是灵敏度：天然氨基酸的异质性极强，测量的灵敏度要精准地区分不同氨基酸。

　　针对上述挑战，该团队在一张三层原子厚度的二硫化钼（MoS₂）薄膜上，构建了直径在亚纳米到1.6纳米之间的纳米孔，具有单个氨基酸敏感性。通过对纳米孔的极限结构的设计，将纳米孔测量分辨率推进到0.94道尔顿，实现了对单个氨基酸分子的直接分辨，可在同一纳米孔内区分16种不同类型的氨基酸（图）。在蛋白质结构中，不同的化学修饰的变化也会产生丰富的“变异”，而这些“变异”与人类疾病息息相关。研究团队进一步利用纳米孔对氨基酸的磷酸化进行了高精度识别。该研究为纳米孔单分子蛋白质测序提供了物理解析的可行性基础。