分享一篇發(fā)表在nature chemical biology雜志上的文章，題目為“Enhanced mapping of small-molecule binding sites in cells”。文章的通訊作者是來自Scripps研究所的Christopher G. Parker教授，他們課題組主要通過化學(xué)蛋白質(zhì)組學(xué)方法來探究小分子在生理病理過程中的生物學(xué)功能。
光交聯(lián)的化學(xué)探針普遍用于鑒定小分子與蛋白質(zhì)之間的相互作用，但是光交聯(lián)位點(diǎn)的鑒定仍然存在挑戰(zhàn)。本文中，作者發(fā)展了一種化學(xué)蛋白質(zhì)組學(xué)的分析方法，用于確定光交聯(lián)探針在細(xì)胞中的結(jié)合位點(diǎn)。
為了產(chǎn)出用于本次分析的標(biāo)注化數(shù)據(jù)，作者設(shè)計(jì)合成了一批含有完全功能化片段（FFF）的探針，每個(gè)探針都由三部分組成：小分子配體片段；光激活的雙吖丙啶基團(tuán)；生物正交性的炔基把手。不含配體片段的探針（探針1）被設(shè)置為對照。通過探針標(biāo)記細(xì)胞-光交聯(lián)-裂解-富集-酶切-酸切等步驟，可以獲得探針標(biāo)記的位點(diǎn)樣品，結(jié)合質(zhì)譜檢測可以獲得探針標(biāo)記位點(diǎn)的信息。為了進(jìn)一步提升探針標(biāo)記位點(diǎn)的可信度，炔基探針通過點(diǎn)擊化學(xué)反應(yīng)引入了輕標(biāo)和重標(biāo)1：1的標(biāo)簽，所有探針標(biāo)記的位點(diǎn)都會(huì)獲得輕重1：1的特征，可以很好地與非標(biāo)記肽段進(jìn)行區(qū)分。
通過分析數(shù)據(jù)，作者發(fā)現(xiàn)：光交聯(lián)修飾的多肽和非修飾多肽之間存在差異，主要表現(xiàn)就是：光交聯(lián)修飾譜圖匹配到打分排名第一和第二的序列，打分差異非常小，這提示我們光交聯(lián)的譜圖可能大多都是混合譜。當(dāng)作者允許一張譜圖匹配多條肽段的時(shí)候，修飾肽段的鑒定大幅提升，而對于非修飾肽段的影響不大，驗(yàn)證了光交聯(lián)肽段混合譜較多的猜想。作者推測是因?yàn)楣饨宦?lián)基團(tuán)在一個(gè)多肽上的交聯(lián)位置不是唯一的，但是針對同一序列而言，不同位點(diǎn)的交聯(lián)并不會(huì)對肽段的性質(zhì)造成很大影響，因此這些肽段在色譜上共流出，質(zhì)譜檢測中共碎裂，產(chǎn)生了很多混合譜。為了進(jìn)一步提升光交聯(lián)位點(diǎn)的鑒定，作者建立了一個(gè)計(jì)算的模型，對光交聯(lián)肽段的可能性以及交聯(lián)位點(diǎn)的可能性進(jìn)行打分，結(jié)合前面的樣本制備流程，發(fā)展了一種用于雙吖丙啶探針標(biāo)記多肽發(fā)現(xiàn)的Dizco策略，可以對探針識(shí)別的口袋進(jìn)行鑒定。
作者利用Dizco策略發(fā)現(xiàn)了PEBP1和RAB14等蛋白的探針結(jié)合口袋，也用于手性探針對的蛋白結(jié)合口袋分析。
總之，作者發(fā)展了一種可以分析光交聯(lián)探針結(jié)合口袋的化學(xué)生物學(xué)分析方法，可以用于細(xì)胞中小分子-蛋白結(jié)合位點(diǎn)的全局性解析，比現(xiàn)有的數(shù)據(jù)分析方法特異性更高/靈敏度更強(qiáng)。該方法的應(yīng)用能夠拓展我們對配體-蛋白質(zhì)之間的理解，促進(jìn)光交聯(lián)探針在化學(xué)蛋白質(zhì)組學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用與發(fā)展。原文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41589-023-01514-z文章引用：https://doi.org/10.1038/s41589-023-01514-z
