¿Cuáles son las limitaciones técnicas que se interponen en el camino de la secuenciación de proteínas barata como un reemplazo para la espectrometría de masas de proteínas?

La gran mayoría de las técnicas de secuenciación de ADN (con una excepción importante que trataré más adelante) funcionan tomando una cadena de una molécula de ADN para secuenciar, sintetizando la cadena complementaria (con algunos trucos químicos: el más común es la adición de nucleótidos terminados en colorante) y midiendo la cadena recién sintetizada para determinar su secuencia.

Tan útil como lo sería un análogo directo de esto para las proteínas, desafortunadamente no existe una cadena “complementaria” para la proteína, por lo que la secuenciación por síntesis está fuera. Un enfoque alternativo sería algo así como la degradación de Edman: básicamente, esto utiliza una reacción química que es específica para el grupo amino libre en el extremo N de un péptido para eliminar solo el primer aminoácido. La identidad de este aminoácido puede determinarse mediante cromatografía o espectrometría, y el resto del péptido puede someterse a otra ronda para obtener el siguiente aminoácido. El principal problema con la degradación de Edman es que 1) cada paso tiene una eficiencia de menos del 100% (por lo que su secuenciación solo es confiable para ~ 30 aminoácidos más o menos), 2) es LENTO. Si se pudieran abordar estos dos problemas, la secuenciación por degradación podría rivalizar con las especificaciones de masas (pero no creo que sea terriblemente probable).

El método de secuenciación de ADN que evita la síntesis y no destruye la molécula de ADN utiliza una corriente eléctrica para enhebrar moléculas de ADN individuales a través de pequeños agujeros. Cada una de las cuatro bases perturba el campo eléctrico alrededor del agujero de manera diferente, por lo que puede determinar la identidad de la base a medida que pasa a través del agujero. Esto podría funcionar para las proteínas si: 1) puede desplegar proteínas de tal manera que no interfiera con el paso de ellas a través de un orificio cargado de electricidad, 2) puede discriminar cada uno de los 20 aminoácidos entre sí únicamente sobre cómo perturbar un campo eléctrico o magnético, y 3) puede hacer que una proteína esté suficientemente cargada para moverse a través de un campo eléctrico sin interferir con 1) o 2).

¡Creo que las especificaciones de masa para la identificación de proteínas estarán con nosotros durante mucho tiempo!