[發(fā)明專利]用于研究生物分子的溶劑可及性和三維結(jié)構(gòu)的方法、系統(tǒng)和組合物

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201780030474.2
• 申請(qǐng)日: 2017-05-19
• 公開（公告）號(hào): CN109154598B
• 公開（公告）日: 2023-01-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: M·R·薩斯曼;J·L·肖赫特;F·A·喬德里;J·M·布拉茲;B·B·明可夫;D·I·本杰明
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 威斯康星校友研究基金會(huì)
• 主分類號(hào): G01N33/50
• 分類號(hào): G01N33/50;G01N33/44
• 代理公司: 上海專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 31100
• 代理人: 陶家蓉;陶啟長(zhǎng)

本公開內(nèi)容提供了用于研究生物分子的溶劑可及性和三維結(jié)構(gòu)的方法，系統(tǒng)和物質(zhì)組合物。等離子體可用于產(chǎn)生標(biāo)記物自由基，其可與生物分子相互作用并標(biāo)記生物分子的溶劑可及部分。

相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用

本申請(qǐng)涉及2016年5月19日提交的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)?zhí)?2/338,699，要求其優(yōu)先權(quán)，并通過引用將其并入本文。

關(guān)于聯(lián)邦資助研究的聲明

本發(fā)明在由美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)授予的MCB1410164和CBET1066231和由美國(guó)能源部授予的DE-FG02-88ER13938的政府支持下完成。政府對(duì)本發(fā)明擁有一定的權(quán)利。

背景技術(shù)

調(diào)查生物系統(tǒng)的現(xiàn)有方法可以獲得大量信息。現(xiàn)有方法的實(shí)例包括用于確定生物體的基因組、外顯子組、轉(zhuǎn)錄組、蛋白質(zhì)組和代謝組的方法。

可以解析基因組以確定生物體的遺傳物質(zhì)，通常以DNA的形式(盡管RNA在生物體的亞組中起到類似的作用)。基因組可包括遺傳物質(zhì)中存儲(chǔ)的所有基因。外顯子組是由外顯子形成的基因組的一部分。

轉(zhuǎn)錄組是指細(xì)胞、細(xì)胞組或整個(gè)生物體的mRNA的表達(dá)水平。就特定細(xì)胞系而言，轉(zhuǎn)錄組包含關(guān)于環(huán)境的一些信息，因?yàn)閙RNA表達(dá)產(chǎn)物可以基于環(huán)境條件而變化。

蛋白質(zhì)組是指在細(xì)胞、細(xì)胞組或整個(gè)生物體中表達(dá)的蛋白質(zhì)群體。就特定細(xì)胞系而言，蛋白質(zhì)組還包含關(guān)于環(huán)境的信息，因?yàn)榈鞍踪|(zhì)表達(dá)可以根據(jù)環(huán)境條件而變化。

代謝組是指生物樣品中存在的小分子群。就特定細(xì)胞系而言，代謝組包含關(guān)于環(huán)境的額外且不同的信息，因?yàn)樾》肿拥漠a(chǎn)生和消耗可以根據(jù)環(huán)境條件而變化。

除了以上所有之外，還有一個(gè)尚未被有效或高效探測(cè)的區(qū)域，即“構(gòu)象組(conformatiome)”，其指的是給定生物樣品中任何或所有生物分子的構(gòu)象信息。理想地，構(gòu)象組提供關(guān)于處于其天然和未改變的構(gòu)象狀態(tài)的各種生物分子的構(gòu)象信息。

聲稱探測(cè)構(gòu)象結(jié)構(gòu)信息的當(dāng)前方法有以下一個(gè)或多個(gè)問題。首先，一些方法需要結(jié)晶樣品(例如x射線晶體學(xué))或其他不以其天然狀態(tài)呈現(xiàn)生物分子的操作。其次，一些方法需要向樣品中添加非天然化學(xué)物質(zhì)以提供用于標(biāo)記樣品的物質(zhì)。一個(gè)例子是蛋白質(zhì)的快速光化學(xué)氧化(FPOP)，其需要加入過氧化氫來氧化生物分子。過氧化氫的添加可能改變所研究的生物分子的構(gòu)象狀態(tài)。第三，一些方法需要非常昂貴的設(shè)備。例如，上述FPOP需要使用準(zhǔn)分子激光器，這是一種昂貴的儀器。其他方法，例如基于同步加速器的羥基自由基足跡，可能涉及使用數(shù)百萬美元的設(shè)施，例如同步加速器。

需要用于研究構(gòu)象組的廉價(jià)系統(tǒng)和快速方法，且不需要對(duì)所研究的生物分子引入可能改變其結(jié)構(gòu)的外來物質(zhì)。

發(fā)明內(nèi)容

本公開通過提供與生物分子的等離子體誘導(dǎo)氧化相關(guān)的方法、系統(tǒng)、物質(zhì)組合物和試劑盒克服了上述缺點(diǎn)。

在一個(gè)方面，本公開提供了修飾位于樣品中的生物分子的方法。樣品可以通過流體接觸或被封閉在受限空間內(nèi)。樣品或流體可含有多個(gè)標(biāo)記物自由基(radical)前體。方法可以包括一個(gè)或多個(gè)以下步驟：a)在流體中產(chǎn)生等離子體和/或在樣品內(nèi)產(chǎn)生等離子體，流體中的等離子體具有在樣品1cm內(nèi)的至少部分等離子體，從而將多個(gè)標(biāo)記物自由基前體中的一個(gè)或多個(gè)轉(zhuǎn)化為一個(gè)或多個(gè)標(biāo)記物自由基；和b)等待足以使一個(gè)或多個(gè)標(biāo)記物自由基與生物分子相互作用的時(shí)間長(zhǎng)度，從而改變生物分子。

在另一方面，本發(fā)明提供了修飾位于多個(gè)樣品中的多個(gè)生物分子的方法。多個(gè)樣品可以通過流體接觸或者在多個(gè)受限空間中被隔離。多個(gè)樣品或流體可含有多個(gè)標(biāo)記物自由基前體。方法可以包括一個(gè)或多個(gè)以下步驟：a)在流體中產(chǎn)生一個(gè)或多個(gè)等離子體，流體中的一個(gè)或多個(gè)等離子體具有在多個(gè)樣品的每個(gè)的1cm內(nèi)的至少部分一個(gè)或多個(gè)等離子體，或在多個(gè)樣品內(nèi)產(chǎn)生多個(gè)等離子體，從而將多個(gè)標(biāo)記物自由基前體中的一個(gè)或多個(gè)轉(zhuǎn)化為一個(gè)或多個(gè)標(biāo)記物自由基；和