近日，中國科學院大連化學物理研究所生物技術(shù)研究部生物分子結(jié)構(gòu)表征新方法研究組研究員王方軍團隊發(fā)布了表征蛋白質(zhì)—納米材料界面相互作用精細結(jié)構(gòu)的賴氨酸反應(yīng)性分析—質(zhì)譜（LRP-MS）實驗手冊。
大連化物所發(fā)布蛋白質(zhì)—納米材料界面相互作用的結(jié)構(gòu)質(zhì)譜表征實驗手冊
微/納米材料在生命科學、醫(yī)藥健康、生物催化等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，理解蛋白質(zhì)與材料之間的界面相互作用分子機制對于生物醫(yī)用材料的安全性評價、納米藥物的毒性評估和理性設(shè)計、生物—無機功能雜合體的改性和催化活性提升等具有重要意義。然而，現(xiàn)有光譜學等方法只能表征材料引起的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)整體變化情況，蛋白質(zhì)—材料界面相互作用分子細節(jié)的探測面臨挑戰(zhàn)。
賴氨酸殘基通常定位于親水性蛋白質(zhì)表面，其側(cè)鏈伯氨基的化學標記反應(yīng)性取決于其溶劑可及性和微環(huán)境非共價相互作用。當?shù)鞍踪|(zhì)表面與微/納米材料結(jié)合時，結(jié)合界面上賴氨酸的溶劑可及性和反應(yīng)性都隨之降低。因此，王方軍等人提出了賴氨酸的反應(yīng)性變化是探測蛋白質(zhì)—微/納米材料復(fù)合體中蛋白質(zhì)定位方向、相互作用序列區(qū)域、關(guān)鍵結(jié)合位點、材料結(jié)合引起蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)變化的有效指標。研究團隊發(fā)展了在蛋白質(zhì)—微/納米材料復(fù)合體活性和變性條件下的兩步同位素二甲基化標記的標準化策略，結(jié)合質(zhì)譜定量分析實現(xiàn)蛋白質(zhì)上賴氨酸反應(yīng)性的全面分析，最后，通過材料結(jié)合前后賴氨酸標記反應(yīng)性的顯著性差異確定蛋白質(zhì)—材料的界面序列區(qū)域和關(guān)鍵位點。
王方軍團隊長期從事生物大分子結(jié)構(gòu)質(zhì)譜尖端儀器和創(chuàng)新方法研究，所發(fā)展的LRP-MS策略近年來已成功應(yīng)用于蛋白質(zhì)—蛋白質(zhì)、蛋白質(zhì)—小分子、蛋白質(zhì)—微/納米材料的界面相互作用分子機制解析，取得了系列研究進展（Anal. Chem.，2016；Trends Anal. Chem.，2019；Anal. Chem.，2019；Chem. Comm.，2019；Chem. Sci.，2020；Nat. Catal.，2021；J. Energy Chem.，2022；Nat. Nanotechnol.，2022）。
上述工作以“Structural Characterization of the Protein-Material Interfacial Interactions Using Lysine Reactivity Profiling-Mass Spectrometry”為題，于近日發(fā)表在《自然—實驗手冊》（Nature Protocols）上。該工作的共同第一作者是大連化物所副研究員劉哲益、博士研究生楊詩蕊、聯(lián)合培養(yǎng)碩士研究生周伶強。該工作得到國家重點研發(fā)計劃、國家自然科學基金、大連化物所創(chuàng)新基金等項目的資助。
