1.在納米孔系統(tǒng)中表征蛋白質(zhì)的方法,所述納米孔系統(tǒng)包括置于分隔第一導(dǎo)電液體介質(zhì)與第二導(dǎo)電液體介質(zhì)的膜中的納米孔,其中所述納米孔包括提供第一導(dǎo)電液體介質(zhì)與第二導(dǎo)電液體介質(zhì)之間的液體連通的通道,并且其中所述蛋白質(zhì)與第一導(dǎo)電液體介質(zhì)中的聚合物物理地結(jié)合,所述方法包括:
(a)在第一導(dǎo)電液體介質(zhì)與第二導(dǎo)電液體介質(zhì)之間施加電勢以引起聚合物與納米孔通道相互作用,其中所述蛋白質(zhì)的至少一個(gè)維度超過納米孔通道的直徑;
(b)測量聚合物與納米孔通道相互作用期間通過納米孔的離子電流以提供電流模式;
(c)從電流模式測定納米孔通道中的至少一個(gè)聚合物亞單元的位置和/或運(yùn)動(dòng);和
(d)將所述至少一個(gè)聚合物亞單元的位置和/或運(yùn)動(dòng)與蛋白質(zhì)的特征相關(guān)聯(lián)。
2.權(quán)利要求1的方法,其中所述聚合物是核酸、PNA或其組合。
3.權(quán)利要求2的方法,其中所述核酸是DNA、RNA或其組合。
4.權(quán)利要求2的方法,其中所述核酸包含無堿基殘基。
5.權(quán)利要求2的方法,其中所述核酸不是均聚物。
6.權(quán)利要求1的方法,其中所述蛋白質(zhì)是酶。
7.權(quán)利要求6的方法,其中所述酶是分子馬達(dá)。
8.權(quán)利要求7的方法,其中所述分子馬達(dá)是移位酶、聚合酶、解旋酶、外切核酸酶、病毒包裝馬達(dá)或拓?fù)洚悩?gòu)酶。
9.權(quán)利要求6的方法,其中所述酶是布朗馬達(dá)、布朗棘輪核糖體、肌球蛋白質(zhì)或驅(qū)動(dòng)蛋白質(zhì)。
10.權(quán)利要求1的方法,其中所述蛋白質(zhì)是突變蛋白質(zhì)或融合蛋白質(zhì)。
11.權(quán)利要求1的方法,其中所述蛋白質(zhì)包含能夠相互作用的兩個(gè)或更多個(gè)結(jié)構(gòu)域。
12.權(quán)利要求1的方法,其中所述蛋白質(zhì)共價(jià)偶聯(lián)至所述聚合物。
13.權(quán)利要求1的方法,其中所述至少一個(gè)聚合物亞單元的位置和/或運(yùn)動(dòng)可被解析至約35pm。
14.權(quán)利要求1的方法,其中所述至少一個(gè)聚合物亞單元的位置與所述蛋白質(zhì)的構(gòu)象狀態(tài)相關(guān)聯(lián)。
15.權(quán)利要求7的方法,其中所述至少一個(gè)聚合物亞單元的運(yùn)動(dòng)與納米孔通道內(nèi)由分子馬達(dá)賦予的聚合物的不連續(xù)易位步長的長度相關(guān)聯(lián)。
16.權(quán)利要求7的方法,其中所述至少一個(gè)聚合物亞單元的運(yùn)動(dòng)與納米孔通道內(nèi)由分子馬達(dá)賦予的聚合物的不連續(xù)易位步長的持續(xù)時(shí)間相關(guān)聯(lián)。
17.權(quán)利要求16的方法,其中所述持續(xù)時(shí)間可被解析至約800ns。
18.權(quán)利要求7的方法,其中所述至少一個(gè)聚合物亞單元的運(yùn)動(dòng)與由分子馬達(dá)作出的聚合物易位失誤的發(fā)生率相關(guān)聯(lián)。
19.權(quán)利要求6的方法,其中所述酶的特征是由反應(yīng)條件或推定的激動(dòng)劑、拮抗劑或輔因子賦予的酶活性的調(diào)節(jié)的存在或程度。
20.權(quán)利要求1的方法,其中所述納米孔是固態(tài)納米孔、蛋白質(zhì)納米孔、混合固態(tài)-蛋白質(zhì)納米孔、生物適應(yīng)固態(tài)納米孔、或DNA折紙納米孔。
21.權(quán)利要求19的方法,其中所述蛋白質(zhì)納米孔是α-溶血素、殺白細(xì)胞素、恥垢分枝桿菌孔蛋白A(MspA)、外膜孔蛋白F(OmpF)、外膜孔蛋白G(OmpG)、外膜磷脂酶A、奈瑟氏球菌自轉(zhuǎn)運(yùn)脂蛋白質(zhì)(NalP)、WZA、皮疽諾卡菌NfpA/NfpB陽離子選擇性通道、胞溶素或其同源物或變體。
22.權(quán)利要求19的方法,其中蛋白質(zhì)納米孔序列被修飾以含有至少一個(gè)氨基酸取代、缺失或添加。
23.權(quán)利要求21的方法,其中所述至少一個(gè)氨基酸取代、缺失或添加導(dǎo)致納米孔中的凈電荷改變。
24.權(quán)利要求19的方法,其中所述蛋白質(zhì)納米孔具有帶非負(fù)電荷的收縮區(qū)。
25.權(quán)利要求1的方法,其中所施加的電勢為10mV至1V或-10mV至-1V。
26.在納米孔系統(tǒng)中表征蛋白質(zhì)的方法,所述納米孔系統(tǒng)包括置于分隔第一導(dǎo)電液體介質(zhì)與第二導(dǎo)電液體介質(zhì)的膜中的納米孔,其中所述納米孔包括提供第一導(dǎo)電液體介質(zhì)與第二導(dǎo)電液體介質(zhì)之間的液體連通的通道,并且其中所述蛋白質(zhì)與第一導(dǎo)電液體介質(zhì)中的聚合物物理地結(jié)合,所述方法包括:
(a)在第一導(dǎo)電液體介質(zhì)與第二導(dǎo)電液體介質(zhì)之間施加電勢以引起聚合物與納米孔通道相互作用,其中所述蛋白質(zhì)的至少一個(gè)維度超過納米孔通道的直徑;
(b)測量聚合物與納米孔通道相互作用期間通過納米孔的離子電流以提供第一電流模式;
(c)比較第一電流模式與參考電流模式;
(d)從由參考電流模式測定的納米孔通道中的至少一個(gè)聚合物亞單元的位置和/或運(yùn)動(dòng)測定納米孔通道中的至少一個(gè)聚合物亞單元的位置和/或運(yùn)動(dòng)的變化;和
(e)將納米孔通道中的至少一個(gè)聚合物亞單元的位置和/或運(yùn)動(dòng)的所述變化與酶的特征相關(guān)聯(lián)。
27.權(quán)利要求26的方法,其中所述納米孔系統(tǒng)包括與用于產(chǎn)生參考電流模式的納米孔系統(tǒng)的差異。
28.權(quán)利要求27的方法,其中所述差異是推定的蛋白質(zhì)激動(dòng)劑、拮抗劑或輔因子在第一導(dǎo)電介質(zhì)中的存在或不存在。
29.權(quán)利要求27的方法,其中所述差異是推定的蛋白質(zhì)激動(dòng)劑、拮抗劑或輔因子在第一導(dǎo)電介質(zhì)中的不同濃度。
30.權(quán)利要求27-29中任一項(xiàng)的方法,其中所述特征是由推定的激動(dòng)劑、拮抗劑或輔因子賦予的蛋白質(zhì)活性或構(gòu)象的調(diào)節(jié)的存在或程度。
31.權(quán)利要求27的方法,其中所述差異是相較于用于產(chǎn)生參考電流模式的納米孔系統(tǒng)中的氨基酸蛋白質(zhì)序列,蛋白質(zhì)的氨基酸序列中的至少一個(gè)氨基酸差異。
32.權(quán)利要求31的方法,其中所述特征是由氨基酸序列中的氨基酸差異賦予的蛋白質(zhì)活性或構(gòu)象的調(diào)節(jié)的存在或程度。
33.權(quán)利要求26的方法,還包括產(chǎn)生參考電流模式。