Titaandioxide snijdt eiwitten in korte stukjes voor analyse

Een titaandioxidecoating is te gebruiken om eiwitmoleculen reproduceerbaar in kleine stukjes te knippen ter voorbereiding van analyse. Het idee is vooral handig voor labs-op-een-chip, zo schrijven Amerikaanse onderzoekers in Analytical Chemistry.

Tot nu toe worden voor het verknippen van eiwitten vooral protease-enzymen gebruikt. Trypsine knipt bijvoorbeeld op alle plekken waar lysine of arginine in de keten zit. Uit analyse van de resterende fragmentjes valt af te leiden wat het oorspronkelijke eiwit moet zijn geweest, en dat gaat veel gemakkelijker dan wanneer je het complete eiwit in één keer probeert te analyseren.

Enzymen werken echter langzaam en zijn lastig in het gebruik. Vandaar dat de onderzoekers van het National Institute of Standards and Technology (NIST) het nu met het witte pigment TiO₂ hebben geprobeerd. Dit mineraal werkt als fotokatalysator. In combinatie met ultraviolet licht genereert het hydroxylradicalen uit watermoleculen. Die vallen vervolgens organische verbindingen aan. Het principe wordt al langer gebruikt om bijvoorbeeld water te ontsmetten.

Het mooie is dat TiO₂ eiwitten selectief blijkt te knippen naast het aminozuur proline. Dat komt op vrij beperkte schaal in eiwitten voor, maar meestal wel op een opvallende plek zoals een knik in de keten.

De onderzoekers hebben TiO₂-coatings met succes uitgeprobeerd in microkanaaltjes op een chip, en op silicakralen in een microreactor. Na een seconde of tien blijken er al voldoende eiwitmoleculen te zijn versneden voor een succesvolle analyse.

bron: NIST