蛋白质是生命体的重要构筑基元，其序列组成、空间构象及翻译后修饰共同构成了远超基因组复杂性的蛋白质组信息，开发具备高灵敏度、高通量及单分子水平直接读取能力的新型蛋白质测序技术，已成为后基因组时代蛋白质科学研究的迫切需求。纳米孔核酸测序技术的成功和持续革新，极大激发了研究者们将这一单分子检测平台拓展至蛋白质测序领域。然而，蛋白质组的内在复杂性，例如高度有序的折叠结构、20种氨基酸的构筑单元、丰富的翻译后修饰及剪切变体等，显著增加了序列识别的信息负荷，致使纳米孔蛋白质测序的目标至今仍未实现。

值得注意的是，天然蛋白质在生理或可控条件下的水解通常产生高度复杂的肽段及氨基酸混合物，而这些碎片提供了一个极具信息挖掘价值的分析窗口，将原本大尺寸、高难度的完整蛋白分析转化为一系列相对较短、结构更易解构的肽段识别问题，同时保留了原本的翻译后修饰信息。近日，我们课题组报道了基于次氮基三乙酸-镍修饰纳米孔（MspA-NTA-Ni）的高分辨肽分析策略。锚定于孔道识别区的金属镍离子能够特异性捕获肽链的N端，汇报出特征鲜明且易于辨别的纳米孔电流事件（图1a）。在此基础之上，通过引入肽酶可对目标肽实施可控水解和深度剖析，各水解碎片对应的纳米孔事件共同构成了肽的特征指纹图谱，为肽的快速鉴定提供了可靠依据（图1b）。进一步结合纳米孔肽事件数据库对碎片信号进行匹配指认，可实现肽段序列的重建与原始序列信息的回溯（图1c），为推动单分子蛋白质组学研究提供了新的技术思路与工具支撑。

图1：基于Ni-NTA修饰的MspA纳米孔的肽段检测与序列解析策略。

此外，该平台兼具游离氨基酸和肽的传感能力，动态范围覆盖1至39个氨基酸残基，能够在同一实验条件下，实现涵盖氨基酸、翻译后修饰氨基酸、肽、修饰肽及生物活性肽在内的共73种分析物的同步检测与区分，分类准确率达97.4%，并展现出良好的可拓展潜力。

图2：MspA-NTA-Ni对氨基酸、肽、翻译后修饰、生物活性肽的广谱性检测。

该工作以“High-resolution nanopore peptide sensing, profiling and sequence assembly”为题，于2026年6月15日在《Nature Nanotechnology》发表相关论文（论文链接：https://doi.org/10.1038/s41565-026-02192-3）。我课题组博士后王可凡为该论文第一作者，黄硕教授为论文通讯作者。此项研究得到了生命分析化学国家重点实验室以及南京大学化学和生物医药创新研究院的重要支持，科技部国家重点研发计划、国家自然科学基金、中央高校基本科研业务费资助项目、中国博士后科学基金会等经费支持。