近日，中科院大連化學(xué)物理研究所生物分離分析新材料與新技術(shù)研究組（1809組）葉明亮、鄒漢法研究員等人在復(fù)雜體系酶與底物相互作用的酶促動力學(xué)研究取得進(jìn)展。相關(guān)研究成果以Correspondence的形式發(fā)表在最新一期的Nature Methods上（Nature Methods, 2014, 11,220-222）。
蛋白酶是蛋白質(zhì)組學(xué)研究的工具酶，利用蛋白酶可以將復(fù)雜蛋白質(zhì)組樣品中的蛋白質(zhì)酶解成肽段而實(shí)現(xiàn)通量化的蛋白質(zhì)分析鑒定。在復(fù)雜蛋白質(zhì)組樣品中存在數(shù)以十萬計(jì)的不同蛋白質(zhì)，它們的豐度相差很大，有些甚至相差十幾個數(shù)量級。很多科研人員認(rèn)為高豐度蛋白質(zhì)由于其濃度高而具有更高的反應(yīng)速度，因此將首先被酶解。為了研究蛋白質(zhì)的酶解速度與其豐度的關(guān)系，葉明亮等人利用定量蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)研究了胰蛋白質(zhì)酶酶解復(fù)雜蛋白質(zhì)樣品的動力學(xué)，通過定量比較酶解的兩個時(shí)間點(diǎn)產(chǎn)生的肽段，獲得了酶解的動態(tài)數(shù)據(jù)。研究結(jié)果表明：（1）具有不同酶解速率的酶切位點(diǎn)與其周圍的氨基酸殘基有關(guān)，周圍殘基是中性的則酶解比較快，而周圍殘基是帶電的則酶解比較慢；（2）肽段的酶解速率與蛋白質(zhì)的豐度沒有明顯的相關(guān)性，說明高豐度蛋白質(zhì)并沒有被先酶解。這一研究結(jié)果表明在復(fù)雜蛋白質(zhì)組樣品的酶解過程中，各個蛋白質(zhì)的酶解速度（消耗速度）主要與該蛋白質(zhì)酶切位點(diǎn)的數(shù)量和動力學(xué)特點(diǎn)有關(guān)，而與其豐度基本無關(guān)。
在蛋白質(zhì)組學(xué)研究中，蛋白質(zhì)的酶解、修飾酶的底物篩選等都涉及酶與大量的、豐度不同的底物的酶促反應(yīng)。該工作開創(chuàng)了利用定量蛋白質(zhì)組技術(shù)研究復(fù)雜體系中酶促動力學(xué)的先河，將對完善米氏方程為基礎(chǔ)的酶促動力學(xué)理論研究起到促進(jìn)作用。
