千叶大学研究生院、神奈川工业大学和早稻田大学的联合研究小组将半胱氨酸引入控制微生物DNA转录的蛋白质中,将通常对砷完全不发生反应的蛋白质转变为对砷有反应的蛋白质到砒霜。现在可以使用廉价的分析设备来检测砷。
砷是地球上无处不在的剧毒元素,长期摄入即使是少量也会导致皮肤病、神经系统疾病和癌症等健康问题,因此监测和检测环境中的砷非常重要。使用昂贵设备的化学分析通常用于检测砷污染,但设备成本很高,并且分析需要专业知识。
研究小组关注的事实是,微生物体内的砷结合蛋白通过将砷与三个半胱氨酸结合来做出反应。即使是最初对砷无反应的蛋白质,也可以通过向其中引入三个半胱氨酸而变得对砷有反应,并且如果将该蛋白质进一步引入大肠杆菌中,则任何蛋白质,而不仅仅是传统的砷结合蛋白,都可以用作微生物我认为砷传感器是可能的。
因此,我们创建了一个突变体(BetI3cys),其中 BetI(一种不含半胱氨酸的大肠杆菌胆碱响应性转录阻遏蛋白)中的三个位置被半胱氨酸取代。当将其引入大肠杆菌并暴露于砷时,细菌的反应比没有砷的情况高 3%,但对铜或锌没有反应。这导致了对砷具有高度特异性的传感器蛋白的创建。
基于这一结果,预计通过引入半胱氨酸,可以将各种蛋白质修饰成砷传感器,检测环境中的砷污染。这将使没有先进设备的设施能够使用廉价的分析设备检测砷的存在。