作為生命活動的執(zhí)行者，蛋白質(zhì)通過相互作用形成復(fù)合物等形式行使其特定的生物學(xué)功能，其中細胞內(nèi)的限域效應(yīng)、擁擠效應(yīng)和細胞器微環(huán)境等對于維持蛋白質(zhì)復(fù)合物結(jié)構(gòu)和功能至關(guān)重要?；瘜W(xué)交聯(lián)技術(shù)（Chemical cross-linking mass spectrometry, CXMS），尤其是原位化學(xué)交聯(lián)質(zhì)譜技術(shù)（in vivo CXMS）具有規(guī)模化分析蛋白復(fù)合物原位構(gòu)象和相互作用界面的優(yōu)勢，已成為活細胞內(nèi)蛋白質(zhì)復(fù)合物解析的重要技術(shù)。
低擾動狀態(tài)下，活細胞內(nèi)蛋白質(zhì)復(fù)合物的快速交聯(lián)是實現(xiàn)蛋白質(zhì)原位構(gòu)象和相互作用精準(zhǔn)解析的先決條件。然而，目前活細胞原位交聯(lián)面臨著反應(yīng)效率低、細胞擾動大的問題，并且交聯(lián)肽段的碎裂譜圖高度復(fù)雜，進一步導(dǎo)致交聯(lián)覆蓋度低、準(zhǔn)確性低等問題。
中科院大連化物所張麗華研究員、趙群研究員團隊基于糖分子的生物兼容性和糖苷鍵的質(zhì)譜碎裂特征，將糖苷鍵引入到功能交聯(lián)劑的骨架設(shè)計，篩選并獲得了生物兼容性好的海藻糖作為骨架分子，研制了質(zhì)譜可裂解型交聯(lián)劑-海藻糖二琥珀酰亞酯（TDS）。
該交聯(lián)劑展示了優(yōu)良的兩親性和生物兼容性，在保證高細胞活性的同時實現(xiàn)了細胞內(nèi)蛋白質(zhì)復(fù)合物的高效交聯(lián)分析。此外，糖苷鍵-肽鍵的質(zhì)譜選擇性碎裂模式顯著降低了交聯(lián)譜圖的復(fù)雜性，有效避免了假陽性結(jié)果，提高了交聯(lián)肽段的鑒定效率與準(zhǔn)確度。 將該交聯(lián)劑用于26S蛋白酶體復(fù)合物等分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)TDS較其它化學(xué)交聯(lián)劑展示了更高的交聯(lián)效率與交聯(lián)肽段鑒定的可信度。進一步將其用于HeLa細胞的原位交聯(lián)分析，最終鑒定到1453個蛋白質(zhì)間超過3500對交聯(lián)位點信息，實現(xiàn)了活細胞中蛋白質(zhì)構(gòu)象和相互作用的原位交聯(lián)與規(guī)?；珳?zhǔn)解析，為揭示蛋白質(zhì)生物學(xué)功能的結(jié)構(gòu)機制提供了關(guān)鍵技術(shù)支撐。 論文信息 A Glycosidic-Bond-Based Mass-Spectrometry-Cleavable Cross-linker Enables In vivo Cross-linking for Protein Complex Analysis Jing Chen, Qun Zhao, Hang Gao, Lili Zhao, Huiying Chu, Yichu Shan, Zhen Liang, Yukui Zhang, Lihua Zhang Angewandte Chemie International Edition DOI: 10.1002/anie.202212860
