近日，中國(guó)科學(xué)院大連化學(xué)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(tuán)隊(duì)發(fā)布了表征蛋白質(zhì)—納米材料界面相互作用精細(xì)結(jié)構(gòu)的賴氨酸反應(yīng)性分析—質(zhì)譜（LRP-MS）實(shí)驗(yàn)手冊(cè)。
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(shí)驗(yàn)手冊(cè)
微/納米材料在生命科學(xué)、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(jī)制對(duì)于生物醫(yī)用材料的安全性評(píng)價(jià)、納米藥物的毒性評(píng)估和理性設(shè)計(jì)、生物—無(wú)機(jī)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(xué)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(xì)節(jié)的探測(cè)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(xué)標(biāo)記反應(yīng)性取決于其溶劑可及性和微環(huán)境非共價(jià)相互作用。當(dāng)?shù)鞍踪|(zhì)表面與微/納米材料結(jié)合時(shí)，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(cè)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(diǎn)、材料結(jié)合引起蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)變化的有效指標(biāo)。研究團(tuán)隊(duì)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(biāo)記的標(biāo)準(zhǔn)化策略，結(jié)合質(zhì)譜定量分析實(shí)現(xiàn)蛋白質(zhì)上賴氨酸反應(yīng)性的全面分析，最后，通過(guò)材料結(jié)合前后賴氨酸標(biāo)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(diǎn)。
王方軍團(tuán)隊(duì)長(zhǎng)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(lái)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(jī)制解析，取得了系列研究進(jìn)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(shí)驗(yàn)手冊(cè)》（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(shī)蕊、聯(lián)合培養(yǎng)碩士研究生周伶強(qiáng)。該工作得到國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、國(guó)家自然科學(xué)基金、大連化物所創(chuàng)新基金等項(xiàng)目的資助。
