Less is more

Moleculaire dynamica van afgeknotte nanoporiën en nanopore translocatie

Nanoporiën zijn biosensoren met een ongelooflijk potentieel voor diagnostiek. Hoewel deze eiwitten van nature voorkomen in de natuur, vereisen ze zorgvuldige engineering en ontwerp om diagnostisch relevante biomarkers te kunnen detecteren. In dit proefschrift heeft Matthijs Tadema verschillende computationele benaderingen ontwikkeld om nanopore engineering te ondersteunen.

Tadema legt uit: “Eén zo'n nanoporie is de trechtervormige “FraC”, een porie die uitgebreid is gebruikt voor het detecteren van verschillende soorten biomarkers. We stelden de hypothese dat wanneer FraC korter wordt gemaakt, de vorm van de porie verandert op een manier die de biosensing eigenschappen verandert. Om deze hypothese te ondersteunen voerden we moleculaire simulaties uit die de verandering in vorm laten zien als de porie korter wordt. Wanneer deze korte poriën in het lab worden gemaakt en getest, gedragen ze zich inderdaad anders dan de oorspronkelijke porie.

Een andere detectie-uitdaging voor nanoporiën ligt in het detecteren van peptiden; kleine stukjes eiwit die vaak markers zijn voor ziekten. Door hun flexibele aard is het moeilijk om het resultaat van een peptidedetectie-experiment te voorspellen. Daarom presenteren we een simulatieworkflow om het nanopore detectieproces van peptiden te bestuderen, waardoor we nauwkeurigere voorspellingen kunnen doen over de detectieresultaten. Omdat nanoporiën vrij grote moleculen zijn, vereist dit een gespecialiseerde opstelling om het effectief te kunnen doen. De flexibele aard van de peptiden vormt een extra uitdaging, die we aanpakken met behulp van een simulatietechniek die deze flexibiliteit efficiënter probeert te simuleren.

Hoewel de resultaten veelbelovend zijn, is er meer werk nodig om de methode te verbeteren.”

Proefschrift: https://hdl.handle.net/11370/4eea40f2-d09f-4e34-a839-82d3a0291ea0