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Angew. Chem. :基于糖苷鍵骨架的質譜可碎裂型交聯劑的活細胞內蛋白質復合物原位交聯分析2023-06-15
作為生命活動的執行者,蛋白質通過相互作用形成復合物等形式行使其特定的生物學功能,其中細胞內的限域效應、擁擠效應和細胞器微環境等對于維持蛋白質復合物結構和功能至關重要。化學交聯技術(Chemical cross-linking mass spectrometry, CXMS),尤其是原位化學交聯質譜技術(in vivo CXMS)具有規模化分析蛋白復合物原位構象和相互作用界面的優勢,已成為活細胞內蛋白質復合物解析的重要技術。

低擾動狀態下,活細胞內蛋白質復合物的快速交聯是實現蛋白質原位構象和相互作用精準解析的先決條件。然而,目前活細胞原位交聯面臨著反應效率低、細胞擾動大的問題,并且交聯肽段的碎裂譜圖高度復雜,進一步導致交聯覆蓋度低、準確性低等問題。

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譜碎裂特征,將糖苷鍵引入到功能交聯劑的骨架設計,篩選并獲得了生物兼容性好的海藻糖作為骨架分子,研制了質譜可裂解型交聯劑-海藻糖二琥珀酰亞酯(TDS)。

 

 

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該交聯劑展示了優良的兩親性和生物兼容性,在保證高細胞活性的同時實現了細胞內蛋白質復合物的高效交聯分析。此外,糖苷鍵-肽鍵的質譜選擇性碎裂模式顯著降低了交聯譜圖的復雜性,有效避免了假陽性結果,提高了交聯肽段的鑒定效率與準確度。

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將該交聯劑用于26S蛋白酶體復合物等分析,結果發現TDS較其它化學交聯劑展示了更高的交聯效率與交聯肽段鑒定的可信度。進一步將其用于HeLa細胞的原位交聯分析,最終鑒定到1453個蛋白質間超過3500對交聯位點信息,實現了活細胞中蛋白質構象和相互作用的原位交聯與規模化精準解析,為揭示蛋白質生物學功能的結構機制提供了關鍵技術支撐。

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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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