Angew. Chem. :基于糖苷键骨架的质谱可碎裂型交联剂的活细胞内蛋白质复合物原位交联分析

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作为生命活动的执行者,蛋白质通过相互作用形成复合物等形式行使其特定的生物学功能,其中细胞内的限域效应、拥挤效应和细胞器微环境等对于维持蛋白质复合物结构和功能至关重要。化学交联技术(Chemical cross-linking mass spectrometry, CXMS),尤其是原位化学交联质谱技术(in vivo CXMS)具有规模化分析蛋白复合物原位构象和相互作用界面的优势,已成为活细胞内蛋白质复合物解析的重要技术。


低扰动状态下,活细胞内蛋白质复合物的快速交联是实现蛋白质原位构象和相互作用精准解析的先决条件。然而,目前活细胞原位交联面临着反应效率低、细胞扰动大的问题,并且交联肽段的碎裂谱图高度复杂,进一步导致交联覆盖度低、准确性低等问题。


中科院大连化物所张丽华研究员、赵群研究员团队基于糖分子的生物兼容性和糖苷键的质谱碎裂特征,将糖苷键引入到功能交联剂的骨架设计,筛选并获得了生物兼容性好的海藻糖作为骨架分子,研制了质谱可裂解型交联剂-海藻糖二琥珀酰亚酯(TDS)。



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该交联剂展示了优良的两亲性和生物兼容性,在保证高细胞活性的同时实现了细胞内蛋白质复合物的高效交联分析。此外,糖苷键-肽键的质谱选择性碎裂模式显著降低了交联谱图的复杂性,有效避免了假阳性结果,提高了交联肽段的鉴定效率与准确度。

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将该交联剂用于26S蛋白酶体复合物等分析,结果发现TDS较其它化学交联剂展示了更高的交联效率与交联肽段鉴定的可信度。进一步将其用于HeLa细胞的原位交联分析,最终鉴定到1453个蛋白质间超过3500对交联位点信息,实现了活细胞中蛋白质构象和相互作用的原位交联与规模化精准解析,为揭示蛋白质生物学功能的结构机制提供了关键技术支撑。

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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




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