蛋白质是调控所有生物体细胞功能的基本生物学组分。蛋白质的三维结构由其基因编码序列决定，从而导致多样化的功能。蛋白质测序作为蛋白质组学分析的基本步骤，具有极其重要的意义，并在监测细胞过程、识别生物标志物和诊断疾病方面非常有用。然而，蛋白质测序技术已落后于核酸测序技术。

受纳米孔核酸测序成功的启发，人们广泛期待蛋白质或肽段也能通过纳米孔进行测序。根据先前报道的肽段易位结果，在肽段易位过程中收集的传感信息不足以用于测序。为了实现纳米孔肽段测序，已提出了两种主要策略：肽段链测序和外肽酶测序。

然而，肽段链测序受限于孔的分辨率，使其难以在无邻近干扰的情况下直接解析单个氨基酸。对于外肽酶测序，由于工程化一个同时整合肽酶偶联和高分辨率氨基酸鉴定的孔极其困难，肽酶切割氨基酸的连续读取尚未实现。

纳米孔肽段传感（图源自Nature Nanotechnology）

该研究展示了一种固定有镍的耻垢分枝杆菌孔蛋白A纳米孔，能够识别一系列蛋白质组学分析物，包括氨基酸和长达39个氨基酸的肽段。在相同条件下，记录了对应于20种蛋白源性氨基酸、4种翻译后修饰氨基酸、32种肽段、6种修饰肽段、11种生物活性肽段和2种新抗原肽段的信号。基于机器学习的分析实现了对这些分析物的分类，在研究数据集中验证准确率高达97.4%。

MspA-NTA-Ni纳米孔支持直接的肽段鉴定以及酶解后的肽段谱分析。作为概念验证，使用外肽酶和内肽酶消化参考肽段以生成重叠的肽段片段。纳米孔测量结合机器学习预测，能够鉴定片段组成和部分序列，从而重建原始肽段序列。这种基于水解的方法对序列改变（包括突变、缺失和翻译后修饰）表现出敏感性，表明其在靶向肽段表征方面具有潜在应用价值。

参考消息：https://www.nature.com/articles/s41565-026-02192-3