生物纳米孔道单分子多肽磷酸化识别与测量的创新综合实验

胡正利 辛凯莉 刘少创 钟诚兵 武雪原 应佚伦 孔璇凤 余晓冬 张剑荣 龙亿涛

引用本文: 胡正利, 辛凯莉, 刘少创, 钟诚兵, 武雪原, 应佚伦, 孔璇凤, 余晓冬, 张剑荣, 龙亿涛. 生物纳米孔道单分子多肽磷酸化识别与测量的创新综合实验[J]. 大学化学, 2022, 37(7): 211108. doi: 10.3866/PKU.DXHX202111089 shu
Citation:  Zhengli Hu,  Kaili Xin,  Shaochuang Liu,  Chengbing Zhong,  Xueyuan Wu,  Yi-Lun Ying,  Xuanfeng Kong,  Xiaodong Yu,  Jianrong Zhang,  Yi-Tao Long. 生物纳米孔道单分子多肽磷酸化识别与测量的创新综合实验[J]. University Chemistry, 2022, 37(7): 211108. doi: 10.3866/PKU.DXHX202111089 shu

生物纳米孔道单分子多肽磷酸化识别与测量的创新综合实验

    通讯作者: 龙亿涛, yitaolong@nju.edu.cn
  • 基金项目:

    国家自然科学基金(22027806, 21834001);广东省基础与应用基础研究基金(2020A1515110298)

摘要: 生物纳米孔道技术是一种具有革命性意义的单分子电化学分析方法,经过近三十年的发展,已经能够实现单分子DNA测序并广泛应用于多肽、蛋白质等单个生物分子的检测研究。本文探讨了将纳米孔道单分子测量方法引入大学实验教学的必要性与重要性,介绍了生物纳米孔道单分子实验的教学意义、目的、内容及其组织实施方式。本实验采用“科教融合”的教学模式,针对具有一定化学、生物化学基础知识并对科研感兴趣的二、三年级本科生,精心设计并不断优化教学方案,将纳米孔道单分子电化学及相关交叉领域的最新研究成果融入课堂教学,拓展学生的科研视野、激发学生的科研兴趣。此外,通过教师引导,鼓励学生大胆提出问题,自主探索,合作完成实验内容,培养学生的学术思维和综合创新能力。

English

    1. [1]

      张树永,张亚先,张剑荣.大学化学, 2018, 33(10), 1.

    2. [2]

      李育佳,贾叙东,陈露洪,朱成建.大学化学, 2019, 34(10), 14.

    3. [3]

      Fang, W. N.; Jia, S. S.; Chao, J.; Wang, L. Q.; Duan, X. Y.; Li, H. J.; Li, Q.; Zuo, X. L.; Wang, L. H.; Wang, L. H.; et al. Sci. Adv. 2019, 5, eaau4506.Fang, W. N.; Jia, S. S.; Chao, J.; Wang, L. Q.; Duan, X. Y.; Li, H. J.; Li, Q.; Zuo, X. L.; Wang, L. H.; Wang, L. H.; et al. Sci. Adv. 2019, 5, eaau4506.

    4. [4]

      Wen, J.; Hong, L.; Krainer, G.; Yao, Q. Q.; Knowles, T. P. J.; Wu, S.; Perrett, S. J. Am. Chem. Soc. 2021, 143, 13056.Wen, J.; Hong, L.; Krainer, G.; Yao, Q. Q.; Knowles, T. P. J.; Wu, S.; Perrett, S. J. Am. Chem. Soc. 2021, 143, 13056.

    5. [5]

      Sun, K.; Ju, Y.; Chen, C.; Zhang, P.; Sawyer, E.; Luo, Y.; Geng, J. Small Methods 2020, 4, 1900892.Sun, K.; Ju, Y.; Chen, C.; Zhang, P.; Sawyer, E.; Luo, Y.; Geng, J. Small Methods 2020, 4, 1900892.

    6. [6]

      Guo, B.; Sheng, Y.; Zhou, K.; Liu, Q.; Liu, L.; Wu, H. C. Angew. Chem. Int. Ed. 2018, 57, 3602.Guo, B.; Sheng, Y.; Zhou, K.; Liu, Q.; Liu, L.; Wu, H. C. Angew. Chem. Int. Ed. 2018, 57, 3602.

    7. [7]

      Chen, H.; Song, G.; Zhang, Y.; Ni, D.; Zhang, X.; Huang, Y.; Lou, J. Sci. China Life Sci. 2021, 64, 334.Chen, H.; Song, G.; Zhang, Y.; Ni, D.; Zhang, X.; Huang, Y.; Lou, J. Sci. China Life Sci. 2021, 64, 334.

    8. [8]

      Cressiot, B.; Bacri, L.; Pelta, J. Small Methods 2020, 4, 2000090.Cressiot, B.; Bacri, L.; Pelta, J. Small Methods 2020, 4, 2000090.

    9. [9]

      Deamer, D.; Akeson, M.; Branton, D. Nat. Biotechnol. 2016, 34, 518.Deamer, D.; Akeson, M.; Branton, D. Nat. Biotechnol. 2016, 34, 518.

    10. [10]

      Kasianowicz, J.; Brandin, E.; Branton, D.; Deamer, D. Proc. Natl. Acad. Sci. 1996, 93, 13770.Kasianowicz, J.; Brandin, E.; Branton, D.; Deamer, D. Proc. Natl. Acad. Sci. 1996, 93, 13770.

    11. [11]

      Zhang, J.; Hou, L.; Zuo, Z.; Ji, P.; Zhang, X.; Xue, Y.; Zhao, F. Nat. Biotechnol. 2021, 39, 836.Zhang, J.; Hou, L.; Zuo, Z.; Ji, P.; Zhang, X.; Xue, Y.; Zhao, F. Nat. Biotechnol. 2021, 39, 836.

    12. [12]

      Riedl, J.; Ding, Y.; Fleming, A. M.; Burrows, C. J. Nat. Commun. 2015, 6, 8807.Riedl, J.; Ding, Y.; Fleming, A. M.; Burrows, C. J. Nat. Commun. 2015, 6, 8807.

    13. [13]

      Tan, C. S.; Fleming, A. M.; Ren, H.; Burrows, C. J.; White, H. S. J. Am. Chem. Soc. 2018, 140, 14224.Tan, C. S.; Fleming, A. M.; Ren, H.; Burrows, C. J.; White, H. S. J. Am. Chem. Soc. 2018, 140, 14224.

    14. [14]

      Long, Y. T.; Zhang, M. N. Sci. China Ser. B-Chem. 2009, 52, 731.Long, Y. T.; Zhang, M. N. Sci. China Ser. B-Chem. 2009, 52, 731.

    15. [15]

      Chen, Z.; Wang, Z.; Xu, Y.; Zhang, X.; Tian, B.; Bai, J. Chem. Sci. 2021, 12, 15750.Chen, Z.; Wang, Z.; Xu, Y.; Zhang, X.; Tian, B.; Bai, J. Chem. Sci. 2021, 12, 15750.

    16. [16]

      Brinkerhoff, H.; Kang, A. S. W.; Liu, J.; Aksimentiev, A.; Dekker, C. Science 2021, 374, 1509.Brinkerhoff, H.; Kang, A. S. W.; Liu, J.; Aksimentiev, A.; Dekker, C. Science 2021, 374, 1509.

    17. [17]

      Yan, S.; Zhang, J.; Wang, Y.; Guo, W.; Zhang, S.; Liu, Y.; Cao, J.; Wang, Y.; Wang, L.; Ma, F.; et al. Nano Lett. 2021, 21, 6703.Yan, S.; Zhang, J.; Wang, Y.; Guo, W.; Zhang, S.; Liu, Y.; Cao, J.; Wang, Y.; Wang, L.; Ma, F.; et al. Nano Lett. 2021, 21, 6703.

    18. [18]

      Liu, S. C.; Ying, Y. L.; Li, W. H.; Wan, Y. J.; Long, Y. T. Chem. Sci. 2021, 12, 3282.Liu, S. C.; Ying, Y. L.; Li, W. H.; Wan, Y. J.; Long, Y. T. Chem. Sci. 2021, 12, 3282.

    19. [19]

      Lucas, F. L. R.; Versloot, R. C. A.; Yakovlieva, L.; Walvoort, M. T. C.; Maglia, G. Nat. Commun. 2021, 12, 5795.Lucas, F. L. R.; Versloot, R. C. A.; Yakovlieva, L.; Walvoort, M. T. C.; Maglia, G. Nat. Commun. 2021, 12, 5795.

    20. [20]

      Schmid, S.; Stömmer, P.; Dietz, H.; Dekker, C. Nat. Nanotechnol. 2021, 16, 1244.Schmid, S.; Stömmer, P.; Dietz, H.; Dekker, C. Nat. Nanotechnol. 2021, 16, 1244.

    21. [21]

      Qing, Y.; Ionescu, S. A.; Pulcu, G. S.; Bayley, H. Science 2018, 361, 908.Qing, Y.; Ionescu, S. A.; Pulcu, G. S.; Bayley, H. Science 2018, 361, 908.

    22. [22]

      Qing, Y.; Bayley, H. J. Am. Chem. Soc. 2021, 143, 18181.Qing, Y.; Bayley, H. J. Am. Chem. Soc. 2021, 143, 18181.

    23. [23]

      Jia, W.; Hu, C.; Wang, Y.; Gu, Y.; Qian, G.; Du, X.; Wang, L.; Liu, Y.; Cao, J.; Zhang, S.; et al. Nat. Commun. 2021, 12, 5811.Jia, W.; Hu, C.; Wang, Y.; Gu, Y.; Qian, G.; Du, X.; Wang, L.; Liu, Y.; Cao, J.; Zhang, S.; et al. Nat. Commun. 2021, 12, 5811.

    24. [24]

      Zhou, B.; Wang, Y.; Cao, C.; Li, D.; Long, Y. Sci. China Chem. 2018, 61, 1385.Zhou, B.; Wang, Y.; Cao, C.; Li, D.; Long, Y. Sci. China Chem. 2018, 61, 1385.

    25. [25]

      Gu, Z.; Ying, Y. L.; Long, Y. T. Sci. China Chem. 2018, 61, 1483.Gu, Z.; Ying, Y. L.; Long, Y. T. Sci. China Chem. 2018, 61, 1483.

    26. [26]

      Gu, Z.; Wang, H.; Ying, Y. L.; Long, Y. T. Sci. Bull. 2017, 62, 1245.Gu, Z.; Wang, H.; Ying, Y. L.; Long, Y. T. Sci. Bull. 2017, 62, 1245.

    27. [27]

      Sui, X. J.; Li, M. Y.; Ying, Y. L.; Yan, B. Y.; Wang, H. F.; Zhou, J. L.; Gu, Z.; Long, Y. T. J. Anal. Test. 2019, 3, 134.Sui, X. J.; Li, M. Y.; Ying, Y. L.; Yan, B. Y.; Wang, H. F.; Zhou, J. L.; Gu, Z.; Long, Y. T. J. Anal. Test. 2019, 3, 134.

    28. [28]

      杨铖宇,顾震,胡正利,应佚伦,龙亿涛.电化学, 2019, 25(3), 312.

    29. [29]

      Hu, Z. L.; Ying, Y. L.; Huo, M. Z.; Kong, X. F.; Yu, X. D.; Zhang, J. R.; Long, Y. T. J. Chem. Educ. 2020, 97, 4345.Hu, Z. L.; Ying, Y. L.; Huo, M. Z.; Kong, X. F.; Yu, X. D.; Zhang, J. R.; Long, Y. T. J. Chem. Educ. 2020, 97, 4345.

    30. [30]

      Li, M. Y.; Ying, Y. L.; Yu, J.; Liu, S. C.; Wang, Y. Q.; Li, S.; Long, Y. T. JACS Au 2021, 1, 967.Li, M. Y.; Ying, Y. L.; Yu, J.; Liu, S. C.; Wang, Y. Q.; Li, S.; Long, Y. T. JACS Au 2021, 1, 967.

    31. [31]

      Huo, M. Z.; Hu, Z. L.; Ying, Y. L.; Long, Y. T. Proteomics 2021, e2100041.Huo, M. Z.; Hu, Z. L.; Ying, Y. L.; Long, Y. T. Proteomics 2021, e2100041.

    32. [32]

      Li, S.; Wu, X. Y.; Li, M. Y.; Liu, S. C.; Ying, Y. L.; Long, Y. T. Small Methods 2020, 4, 2000014.Li, S.; Wu, X. Y.; Li, M. Y.; Liu, S. C.; Ying, Y. L.; Long, Y. T. Small Methods 2020, 4, 2000014.

    33. [33]

      Wu, X. Y.; Wang, M. B.; Wang, Y. Q.; Li, M. Y.; Ying, Y. Q.; Huang, J.; Long, Y. T. CCS Chem. 2019, 1, 304.Wu, X. Y.; Wang, M. B.; Wang, Y. Q.; Li, M. Y.; Ying, Y. Q.; Huang, J.; Long, Y. T. CCS Chem. 2019, 1, 304.

    34. [34]

      李孟寅,应佚伦,龙亿涛.化学学报, 2019, 77(10), 984.

    35. [35]

      武雪原,应佚伦,龙亿涛.高等学校化学学报, 2019, 40(9), 1825.

    36. [36]

      Hu, Z. L.; Huo, M. Z.; Ying, Y. L.; Long, Y. T. Angew. Chem. Int. Ed. 2021, 133, 14862.Hu, Z. L.; Huo, M. Z.; Ying, Y. L.; Long, Y. T. Angew. Chem. Int. Ed. 2021, 133, 14862.

    37. [37]

      Restrepo-Pérez, L.; Joo, C.; Dekker, C. Nat. Nanotechnol. 2018, 13, 786.Restrepo-Pérez, L.; Joo, C.; Dekker, C. Nat. Nanotechnol. 2018, 13, 786.

    38. [38]

      Cao, C.; Liao, D. F.; Yu, J.; Tian, H.; Long, Y. T. Nat. Protoc. 2017, 12, 1901.Cao, C.; Liao, D. F.; Yu, J.; Tian, H.; Long, Y. T. Nat. Protoc. 2017, 12, 1901.

    39. [39]

      曹婵,廖冬芳,应佚伦,龙亿涛.化学学报, 2016, 74(9), 734.

    40. [40]

      Boukhet, M.; Piguet, F.; Ouldali, H.; Pastoriza-Gallego, M.; Pelta, J.; Oukhaled, A. Nanoscale 2016, 8, 18352.Boukhet, M.; Piguet, F.; Ouldali, H.; Pastoriza-Gallego, M.; Pelta, J.; Oukhaled, A. Nanoscale 2016, 8, 18352.

    41. [41]

      杨洁,李爽,武雪原,龙亿涛.分析化学, 2017, 45(12), 1766.

    42. [42]

      Wang, H. Y.; Ying, Y. L.; Li, Y.; Kraatz, H. B.; Long, Y. T. Anal. Chem. 2011, 83, 1746.Wang, H. Y.; Ying, Y. L.; Li, Y.; Kraatz, H. B.; Long, Y. T. Anal. Chem. 2011, 83, 1746.

    43. [43]

      应佚伦,张星,刘钰,薛梦竹,李洪林,龙亿涛.化学学报, 2013, 71(1), 44.

    44. [44]

      胡正利,杜冀晖,应佚伦,彭岳一,曹婵,龙亿涛.化学学报, 2017, 75(11), 1087.

    45. [45]

      Yang, C.; Liu, L.; Zeng, T.; Yang, D. W.; Yao, Z. Y.; Zhao, Y. L.; Wu, H. C. Anal. Chem. 2013, 85, 7302.Yang, C.; Liu, L.; Zeng, T.; Yang, D. W.; Yao, Z. Y.; Zhao, Y. L.; Wu, H. C. Anal. Chem. 2013, 85, 7302.

    46. [46]

      牛红艳,胡正利,应佚伦,龙亿涛.化学学报, 2019, 77(10), 989.

    47. [47]

      Niu, H. Y.; Li, M. Y.; Ying, Y. L.; Long, Y. T. Chem. Sci. 2022, 13, 2456.Niu, H. Y.; Li, M. Y.; Ying, Y. L.; Long, Y. T. Chem. Sci. 2022, 13, 2456.

  • 加载中
计量
  • PDF下载量:  17
  • 文章访问数:  1688
  • HTML全文浏览量:  242
文章相关
  • 收稿日期:  2021-11-30
通讯作者: 陈斌, bchen63@163.com
  • 1. 

    沈阳化工大学材料科学与工程学院 沈阳 110142

  1. 本站搜索
  2. 百度学术搜索
  3. 万方数据库搜索
  4. CNKI搜索

/

返回文章