【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
技术介绍
1、蛋白质在所有活生物体的细胞水平上起着关键的结构和动态功能作用。理解蛋白质对生物学功能的贡献至关重要，并且依赖于具有用于定量和鉴定的合适技术。分子生物学的中心法则，即从dna到rna到蛋白质的信息流，已经研究了数十年，因为这些分子对细胞功能和多样性至关重要。核酸的聚合酶链反应(polymerase chain reaction，pcr)扩增的出现对于在全基因组和转录组水平上推进dna和rna的高通量分子研究和分析是关键的。相反，研究蛋白质在技术上已落后，因为没有pcr的等同方案来扩增和检测低拷贝数蛋白质。相比之下，蛋白质测序和鉴定方法已依赖于来自许多细胞的整体测量，这掩盖了细胞与细胞的变化。尽管一些研究人员已转向转录组学，其作为细胞内蛋白质组成的代替物，但关键是要注意，由于不同mrna翻译效率的变化以及mrna与蛋白质寿命之间的差异，因此转录组水平上的基因表达与蛋白质组谱弱相关。另外，翻译后修饰还导致蛋白质丰度及其一级序列相对于转录组的显著变化。重要的生物过程，例如突触可塑性、代谢信号传导途径和干细胞分化，都取决于蛋白质表达。许多疾病也源自遗传突变，该遗传突变进而被翻译为单个异常蛋白质或一组异常蛋白质。疾病(例如癌症和神经退行性变)往往已引发来源不明的突变和多基因相互作用。它们可在蛋白质组水平上得到最好的理解和解决，因为其病理状况与细胞水平上被破坏的蛋白质稳态直接相关。
2、蛋白质组学的进展已经落后，而dna测序快速推进了基因组学的研究，这主要是由于允许用于高通量测序的技术。目前用于研究蛋白质的方法包括
3、质谱能够基于肽片段的质量/电荷比进行蛋白质鉴定和定量，这可生物信息学地映射回到基因组数据库。尽管该技术已经取得了显著进展，但其仍对来自生物系统的全部蛋白质组进行定量。该技术对整体蛋白质表现出阿摩尔(attomole)检测灵敏度，并在分级之后表现出亚阿摩尔(subattomole)灵敏度。质谱的灵敏度是限制性的，因为占约10％哺乳动物蛋白质表达的低拷贝数蛋白质仍未被检测到，并且低拷贝数蛋白质尽管丰度低但在功能上是重要的。
4、用于蛋白质测序的另一种方法是edman降解反应。edman降解允许顺序和选择性地除去单一n末端氨基酸，随后通过高效液相色谱(high-performance liquidchromatography，hplc)进行鉴定。edman蛋白质测序是已证实的用于鉴定的选择性除去第一个n末端氨基酸的方法，其中异硫氰酸苯酯(phenyl isothiocyanate，pitc)用于与n末端氨基酸缀合，然后在酸和热处理之后，除去经pitc标记的n末端氨基酸。尽管edman测序可具有98％效率，但主要缺点是其固有的低通量，需要单一高度纯化的蛋白质，并且不适用于系统范围的生物学。edman降解和质谱二者都可对蛋白质进行测序，但缺乏单分子灵敏度，并且不提供细胞背景下蛋白质的空间信息。
5、关于空间信息，免疫组织化学是这样的蛋白质鉴定方法，其允许我们对蛋白质的细胞定位进行可视化，但不提供序列信息。免疫组织化学涉及通过用荧光团缀合的抗体进行识别来鉴定蛋白质。该方法排除了蛋白质序列信息，但可鉴定蛋白质及其相应的位置。主要的限制是可扩展性，因为即使是为蛋白质组中的每种蛋白质完美构建特异性抗体，也需要约25,000种抗体和约6250轮四色成像。任何1对1的蛋白质标记方案都将可能无法使整个蛋白质组规模化。
6、蛋白质测序中的主要障碍是缺乏在肽上探测氨基酸的天然酶和生物分子。例如，不存在类似于用于核酸的pcr的蛋白质扩增过程，因此通过单分子策略进行测序的方法是合适的，需要检测单独的氨基酸。
7、目前提出的单分子蛋白质测序方法依赖于通过肽或蛋白质残基的共价化学修饰的荧光读出、用n末端特异性氨基酸结合剂(n-terminal-specific amino-acid binder，naab)探测或者在跨膜施加电压的情况下通过纳米孔来易位肽。内部肽链上氨基酸的化学修饰可容易因相邻化学标记引起的空间位阻而导致低效率，并且可用的反应性氨基酸和用于标记所有20种氨基酸的化学物质的数量也有限。使用纳米孔进行蛋白质测序的主要问题可归因于氨基酸残基的不均匀电荷分布，以及对电记录进行去卷积以区分氨基酸的分析挑战。
8、缺乏用于高分辨率蛋白质水平分析的技术代表在推进重要生物学研究上的显著差距。
技术实现思路
1、本专利技术提供了用于对肽进行线性扩展的方法。如本文中所用，对肽进行线性扩展意指提高(扩展)肽的氨基酸之间的距离同时保持肽序列。术语“经扩展肽(expandedpeptide)”或“经线性扩展肽(linearly expanded peptide)”在本文中可互换使用来指通过本文中所述的任何方法产生的任何肽。
2、在一些实施方案中，所述方法包括使肽与结合元件(本文中也称为“元件”)接触，所述结合元件与肽的末端氨基酸或末端氨基酸衍生物相互作用以形成元件-肽复合物，使元件-肽复合物系链至基底；从肽切割元件-肽复合物，从而提供与基底结合的元件-氨基酸复合物。在一些实施方案中，元件包含接头，其中接头为肽的下一个氨基酸提供连接点。在一些实施方案中，所述方法包括将接头与元件-氨基酸复合物中的元件连接，其中接头为肽的下一个氨基酸提供连接点。“肽的下一个氨基酸”现在是末端氨基酸并且可与元件接触以形成元件-氨基酸复合物。两个或更多个元件-氨基酸复合物可通过接头连接。在一个实施方案中，使肽附接至基底。
3、在一些实施方案中，所述方法重复一次或更多次。例如，在肽的末端氨基酸已被除去之后，再次使肽与元件接触，以与肽的下一个、当前末端氨基酸形成另外的元件-肽复合物；使所述另外的元件-肽复合物系链至先前的元件的接头；以及从肽切割另外的元件-肽复合物。在一些实施方案中，元件包含接头，其中接头为肽的下一个氨基酸提供连接点。在一些实施方案中，将另外的接头与所述另外的元件-氨基酸复合物连接。接头为在肽的下一个氨基酸上使用所述方法提供连接点。“肽的下一个氨基酸”现在是末端氨基酸并且可与元件接触以形成元件-氨基酸复合物。两个或更多个元件-氨基酸复合物可通过接头连接。在一些实施方案中，重复所述方法直至肽的一部分被扩展。在一些实施方案中，重复所述方法直至整个肽被扩展。在一些实施方案中，所述方法还包括使一个或更多个另外的肽与结合元件接触(使得两个或更多个肽与其接触)，所述结合元件与肽的末端氨基酸或末端氨基酸衍生物相互作用以形成元件-肽复合物；使元件-肽复合物系链至基底；以及从肽切割元件-肽复合物，得到与基底结合的元件-氨基酸复合物；从而对两个或更多个肽进行线性扩展。在一些实施方案中，在接触步骤之前，使两个或更多个肽独立地附接至基底。在一些实施方案中，两个或更多个肽是彼此不同的。
4、本专利技术还提供了用于对两个或更多个肽进行线性扩展的方法。例如可扩展(提高)样品中两个或更本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.用于对肽进行线性扩展的方法，其包括：
2.用于对两个或更多个肽进行线性扩展的方法，其包括：
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述结合元件包含为所述肽的下一个氨基酸提供连接点的接头。
4.根据权利要求1或2所述的方法，其还包括(d)将接头与另外的元件-氨基酸复合物中的元件连接，其中所述接头为所述肽的下一个氨基酸提供连接点。
5.根据权利要求3或4所述的方法，其中所述肽的下一个氨基酸是元件-氨基酸复合物的一部分。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中所述结合元件与所述肽的N末端氨基酸或N末端氨基酸衍生物结合以形成元件-肽复合物。
7.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中所述结合元件与所述肽的C末端氨基酸或C末端氨基酸衍生物结合以形成元件-肽复合物。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其中在步骤(b)或(c)之前洗去过量和/或未结合的结合元件。
9.根据权利要求3所述的方法，其中步骤(a)至(c)重复一次或更多次。
10.根据权利要求9所述的方法
11.根据权利要求4所述的方法，其中步骤(a)至(d)重复一次或更多次。
12.根据权利要求11所述的方法，其中针对所述肽的全部氨基酸重复步骤(a)至(d)。
13.根据权利要求1所述的方法，其中，在(a)之前，使所述肽附接至基底。
14.根据权利要求2所述的方法，其中，在(a)之前，使所述两个或更多个肽独立地附接至基底。
15.根据权利要求14所述的方法，其中所述两个或更多个肽是相同的。
16.根据权利要求14所述的方法，其中所述两个或更多个肽是不同的。
17.根据权利要求13至16中任一项所述的方法，其中所述肽通过所述肽的C’末端羧基或侧链官能团附接至所述基底。
18.根据权利要求13至16中任一项所述的方法，其中所述肽通过所述肽的N’末端羧基或侧链官能团附接至所述基底。
19.根据权利要求13至18中任一项所述的方法，其中所述肽共价附接至所述基底。
20.根据权利要求1至19中任一项所述的方法，其中所述基底是光学透明的。
21.根据权利要求1至20中任一项所述的方法，其中所述基底包含官能化表面。
22.根据权利要求21所述的方法，其中所述官能化表面选自经叠氮化物官能化表面、经硫醇官能化表面，炔烃、DBCO、马来酰亚胺、琥珀酰亚胺、四嗪、TCO、乙烯基、甲基环丙烯、伯胺表面、羧酸表面、DBCO表面、炔烃表面和醛表面。
23.用于对肽的至少一部分进行线性扩展的方法，其包括：
24.用于对两个或更多个肽的至少一部分进行线性扩展的方法，其包括：
25.根据权利要求23或24所述的方法，其中所述结合元件包含为所述肽的下一个氨基酸提供连接点的接头。
26.根据权利要求23或24所述的方法，其还包括(d)将接头与所述另外的元件-氨基酸复合物中的元件连接，其中所述接头为所述肽的下一个氨基酸提供连接点。
27.根据权利要求23或24所述的方法，其中所述肽的下一个氨基酸是元件-氨基酸复合物的一部分。
28.根据权利要求23至27中任一项所述的方法，其中所述结合元件与所述肽的N末端氨基酸或N末端氨基酸衍生物结合以形成元件-肽复合物。
29.根据权利要求23至27中任一项所述的方法，其中所述结合元件与所述肽的C末端氨基酸或C末端氨基酸衍生物结合以形成元件-肽复合物。
30.根据权利要求23至29中任一项所述的方法，其中在步骤(b)或(c)之前洗去过量和/或未结合的结合元件。
31.根据权利要求23至30中任一项所述的方法，其中步骤(d)至(f)重复一次或更多次。
32.根据权利要求31所述的方法，其中针对所述肽的全部氨基酸重复步骤(d)至(f)。
33.根据权利要求23所述的方法，其中，在(a)之前，使所述肽附接至基底。
34.根据权利要求24所述的方法，其中，在(a)之前，使所述两个或更多个肽独立地附接至基底。
35.根据权利要求34所述的方法，其中所述两个或更多个肽是相同的。
36.根据权利要求34所述的方法，其中所述两个或更多个肽是不同的。
37.根据权利要求33至36中任一项所述的方法，其中所述肽通过所述肽的C’末端羧基或侧链官能团附接至所述基底。
38.根据权利要求33至...
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.用于对肽进行线性扩展的方法，其包括：
2.用于对两个或更多个肽进行线性扩展的方法，其包括：
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述结合元件包含为所述肽的下一个氨基酸提供连接点的接头。
4.根据权利要求1或2所述的方法，其还包括(d)将接头与另外的元件-氨基酸复合物中的元件连接，其中所述接头为所述肽的下一个氨基酸提供连接点。
5.根据权利要求3或4所述的方法，其中所述肽的下一个氨基酸是元件-氨基酸复合物的一部分。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中所述结合元件与所述肽的n末端氨基酸或n末端氨基酸衍生物结合以形成元件-肽复合物。
7.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中所述结合元件与所述肽的c末端氨基酸或c末端氨基酸衍生物结合以形成元件-肽复合物。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其中在步骤(b)或(c)之前洗去过量和/或未结合的结合元件。
9.根据权利要求3所述的方法，其中步骤(a)至(c)重复一次或更多次。
10.根据权利要求9所述的方法，其中针对所述肽的全部氨基酸重复步骤(a)至(c)。
11.根据权利要求4所述的方法，其中步骤(a)至(d)重复一次或更多次。
12.根据权利要求11所述的方法，其中针对所述肽的全部氨基酸重复步骤(a)至(d)。
13.根据权利要求1所述的方法，其中，在(a)之前，使所述肽附接至基底。
14.根据权利要求2所述的方法，其中，在(a)之前，使所述两个或更多个肽独立地附接至基底。
15.根据权利要求14所述的方法，其中所述两个或更多个肽是相同的。
16.根据权利要求14所述的方法，其中所述两个或更多个肽是不同的。
17.根据权利要求13至16中任一项所述的方法，其中所述肽通过所述肽的c’末端羧基或侧链官能团附接至所述基底。
18.根据权利要求13至16中任一项所述的方法，其中所述肽通过所述肽的n’末端羧基或侧链官能团附接至所述基底。
19.根据权利要求13至18中任一项所述的方法，其中所述肽共价附接至所述基底。
20.根据权利要求1至19中任一项所述的方法，其中所述基底是光学透明的。
21.根据权利要求1至20中任一项所述的方法，其中所述基底包含官能化表面。
22.根据权利要求21所述的方法，其中所述官能化表面选自经叠氮化物官能化表面、经硫醇官能化表面，炔烃、dbco、马来酰亚胺、琥珀酰亚胺、四嗪、tco、乙烯基、甲基环丙烯、伯胺表面、羧酸表面、dbco表面、炔烃表面和醛表面。
23.用于对肽的至少一部分进行线性扩展的方法，其包括：
24.用于对两个或更多个肽的至少一部分进行线性扩展的方法，其包括：
25.根据权利要求23或24所述的方法，其中所述结合元件包含为所述肽的下一个氨基酸提供连接点的接头。
26.根据权利要求23或24所述的方法，其还包括(d)将接头与所述另外的元件-氨基酸复合物中的元件连接，其中所述接头...
【专利技术属性】
技术研发人员：丹尼尔·马桑·埃斯坦迪安，爱德华·斯图尔特·博伊登，雅各布·乔舒亚·利·罗德里格斯，
申请(专利权)人：麻省理工学院，
类型：发明
国别省市：
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