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上海科技大学免疫化学研究所抗体化学实验室与分析化学平台合作开发出新型质谱交联剂

    近期,上海科技大学免疫化学所抗体化学实验室与分析化学平台合作,开发出新型交联剂(cross-linker),用于化学交联质谱(XL-MS)分析。该研究成果以“A novel mass spectrometry-cleavable, phosphate-based enrichable and multi-targeting protein cross-linker”为题,于2019年5月23日在英国皇家化学会旗舰期刊《chemical science》上以Edge Article的形式在线发表,并入选年度热点论文(HOT Article Collection)。


    XL-MS可以研究溶液中蛋白的三级结构,作为蛋白晶体结构研究的补充与验证,为蛋白结构/蛋白相互作用提供重要信息。交联剂的发展在XL-MS技术中非常重要。可碎裂的试剂交联的肽段在质谱CID (collision-induced dissociation) 模式下可碎裂为两条独立的肽段,大大降低了数据分析的复杂程度,提高准确性。亲和标签的引入则会从大量未交联的肽段中特异性的识别交联的肽段,从而提高检测的灵敏度。


    免疫化学研究所抗体化学实验室姜标教授团队长期从事乙烯基砜化合物与多肽或蛋白的偶联研究。乙烯基砜可以通过迈克尔(Michael)加成反应 实现与蛋白和多肽偶联。但在高能量的诱导下,由于逆Michael 加成效应,不稳定的偶联键会碎裂解离。因此,该团队提出以乙烯基砜化合物作为一种新型的质谱可碎裂交联剂。


    此外,亲核性的氨基酸(赖氨酸K,组氨酸H,半胱氨酸C)都是可以通过Michael加成与交联剂发生反应,扩大了反应位点的分布。该研究报道的交联剂pBVS 中还设计了一个磷酸化基团,利用该磷酸化基团,可以通过二氧化钛(TiO2 )富集技术将少量的交联肽段富集出来,大大降低了未交联肽段的背景干扰,提高了分析灵敏度。


    在本研究中,该新型交联剂pBVS成功的用于了BSA,Myoglobin和Lbcpf1的蛋白结构分析中,获得的XL-MS数据为蛋白结构解析提供了很多重要信息。


Figure 1. 以XL-MS分析pBVS 交联肽段的流程示意图



Figure.2 报道的 BSA 3D 结构对交联结果进行评价:(a) 将交联单元映射到 BSA 的 3D 结构上;(b) 鉴定出的交联单元的 Cα—Cα 距离分布;(c) 鉴定出的交联位点的类型。柱上方数字表示数量。


    免疫化学研究所抗体化学实验室博士生黄容,分析化学平台朱微博士,抗体化学实验室博士后吴岳为该研究论文并列第一作者,抗体化学实验室姜标教授陈红莉副研究员和分析化学平台陈文章博士为共同通讯作者。


论文链接https://pubs.rsc.org/en/Content/ArticleLanding/2019/SC/C9SC00893D


 
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