理大基于质谱的跨学科研究 解决科学基础与应用难题

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由香港理工大学应用生物及化学科技学系副系主任及教授姚钟平教授领导的跨学科团队，专注于质谱（MS）、分析化学、化学生物学及多组学的研究。团队致力开发和应用基于质谱的方法，以解决化学、生物学、医学、食品科学及信息科学等领域的基础与应用问题。




目前的研究领域包括：
分子数据存储

姚教授的团队正在研发用于数据存储的氨基酸序列。相比传统及其他新兴方法，这种序列技术具备更高的储存密度及更长的储存期限。通过指定不同的氨基酸代表不同的字节合，便可将数字信息的位元序列转换为氨基酸序列，这些序列可进一步被合成或表达为多肽或蛋白质，以实现数据存储。
在取回数据时，对承载数据的肽或蛋白质进行测序，并根据先前的指定，将获取的氨基酸序列转换为字节合，最后再进行译码得到原来的数据。
目前，团队已成功将一些文本和音频数据存储在多肽中，并通过LC-MS/MS测序成功将其读回。，此外，团队正积极研究如何用蛋白质进行数据存储，包括将数据存储在细菌和植物等物种之中。这项研究将数据存储与多肽合成、蛋白质工程及蛋白质组学联系起来，为这些领域开创全新的发展机遇。


<hr/>蛋白质动态构象与蛋白质相互作用

姚教授的团队运用氢/氘交换质谱、原态质谱、离子迁移质谱及分子动态仿真等技术，来研究蛋白质动态构象及蛋白质之间的相互作用，这些信息往往难以透过传统技术获得。
目前，团队正在进行的研究项目包括: 研究β-内酰胺酶的动态构象及其与抗生素和抑制剂的相互作用，以及SARS-CoV-2蛋白质与ACE-2、抗体及抑制剂的相互作用等。


<hr/>分子组装与识别

质谱技术具备快速且灵敏的特点，并能提供不受溶剂或其他物质干扰的气相环境，使其成为获取分子组装与识别内在特性的理想工具。
姚教授正在使用串联质谱、离子迁移质谱及分子建模技术，以深入了解生物分子（特别是在金属离子协调下）如何进行组装，探讨基本分子的手性识别如何被诱导及传播，并开发新的异构体区分方法，包括药物的手性识别。
<hr/>疾病与生物运作机制寻找生物标记物

理大团队致力运用蛋白质组学、代谢组学及脂质组学技术来研究生物与临床样本，以了解生物学中的基本运作机制并寻找疾病的生物标记物。例如，透过与香港科技大学细胞生物学研究团队郭玉松教授合作，团队成功利用基于质谱的蛋白质组学技术，系统性地揭示了运送蛋白如何被分拣并进入囊泡进行运输。
<hr/>食品安全

团队致力应用并开发质谱技术，以鉴定食用油、葡萄酒及草药等食品。例如，团队积极寻找方法确保食用油的质量，包括根据MALDI-MS技术开发出快速分析食用油的方法，以及地沟油筛查方法，建立食用油的质谱数据库，并开发了快速定量分析调和油的方法。团队更与香港特区政府合作，制定了香港油炸用油的使用指引，并已在香港公布执行。

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