导读 分析低浓度的蛋白质，特别是对于各种构象混合物中的蛋白质，例如内在无序的蛋白质(IDP)，具有挑战性。由科技大学化学系助理教授黄金清教授

分析低浓度的蛋白质，特别是对于各种构象混合物中的蛋白质，例如内在无序的蛋白质(IDP)，具有挑战性。由科技大学化学系助理教授黄金清教授领导的研究小组开发了光学镊子耦合拉曼光谱仪，可以直接探测α-突触核蛋白的结构特征。 IDP通过集中于单个蛋白质分子，在生理上与帕金森氏病密切相关。

国内流离失所者在生物过程中起着重要作用，其中许多与不治之症的神经退行性疾病有关。作为典型的IDP，α-突触核蛋白缺乏称为二级结构的稳定3-D结构。它自发地经历了从一个二级结构到另一个二级结构的转化，最终可能导致参与帕金森氏病病理学的蛋白质聚集体的积累。但是，转化过程中的瞬态物种具有各种结构，并且在动态平衡混合物中的种群较少。因此，它们的结构特征通常被传统测量技术的检测结果所掩盖，传统测量技术会将从大量样品和较长检测时间中检测到的信号平均化。

在这项研究中，黄教授和她的合作者整合了光镊和表面增强拉曼光谱(SERS)在一个新颖的平台上生成可调谐和可再现的SERS增强，在水环境中具有单分子水平的敏感性，以便表征这些IDP，同时保持其固有的异质性，具有重要的生物学意义。具体来说，可以用镊子可视化并控制热点，以使蛋白质在微流体流通腔中通过，这便于实时调整测量参数以进行原位光谱表征。通过减少数量和时间上的总体平均，它可以直接识别生理浓度为1μM的α-突触核蛋白的主要单体中的瞬时物种的结构特征，提供深刻的见解，以了解淀粉样蛋白聚集的开始。因此，这个SERS平台在揭示动态，异构和复杂生物系统中IDP的结构信息方面具有巨大潜力。

“我们的策略可以精确控制两个捕获的微米级银纳米颗粒包覆的二氧化硅微珠之间的热点，从而提高SERS效率和在水相检测中的重现性。除了可调节的SERS增强之外，集成的光镊还提供亚纳米级的空间解析度和皮皮下力敏感度可监测等离子体热点中的光-物质相互作用，从而获得更多的物理洞察力。更重要的是，我们的方法为表征稀溶液中IDP的瞬态物种打开了一扇新门，这仍然是生物物理学界面临的重大挑战。最终，充分利用集成式光镊的精确力操作，以在可控热点内展开单个蛋白质，并通过集成拉曼光谱解析内源性分子振动来解决其结构动力学，将是令人兴奋的。”