近日，中國科學院大連化學物理研究所研究員葉明亮團隊和上海藥物研究所研究員羅成團隊合作，利用蛋白質在結合配體后局部穩(wěn)定性的變化，開發(fā)了在復雜體系中可以同時高靈敏鑒定配體結合蛋白和結合位點的蛋白質組學新方法（PELSA）。
研究發(fā)現(xiàn)，采用大量的胰蛋白酶對自然狀態(tài)下的蛋白質進行酶切，使之直接產生適合質譜檢測的肽段，能夠對配體結合引起的局部穩(wěn)定性變化產生放大作用。基于這一發(fā)現(xiàn)，研究開發(fā)了以肽段為中心的蛋白質局部穩(wěn)定性探測方法，用于配體靶蛋白質鑒定。PELSA無需對配體進行化學修飾、不依賴親和力大小，直接能夠在細胞裂解液等復雜樣品中發(fā)現(xiàn)與配體結合發(fā)生局部穩(wěn)定性變化的蛋白質，從而實現(xiàn)配體結合蛋白質、結合位點以及局部親和力的系統(tǒng)解析。這一方法廣譜適用于代謝物、藥物、污染物等不同結構配體的靶蛋白質分析。
在模型藥物星孢菌素靶蛋白的鑒定中，與現(xiàn)有同類的技術相比，PELSA的靶蛋白鑒定靈敏度提高了12倍；與目前廣泛使用但缺乏結合位點信息的熱蛋白質組技術相比，PELSA的靶蛋白鑒定靈敏度提高了2.4倍。同時，劑量依賴的PELSA可以測定局部親和力，從而揭示生理狀態(tài)下蛋白質在結合配體后三維結構的動態(tài)變化。研究將PELSA用于藥物、金屬離子、翻譯后修飾肽段及抗體等多種配體的結合蛋白鑒定，均展現(xiàn)出高靈敏的靶蛋白鑒定性能和精準的結合區(qū)域定位能力，表明PELSA可以作為通用的分析平臺以探討各種配體與蛋白的相互作用。
研究利用PELSA一次性在HeLa細胞裂解液中鑒定到40個α-酮戊二酸的作用蛋白，其中30個是大量文獻積累的已知作用蛋白，說明該方法靶蛋白鑒定的高靈敏度和高可信度。進一步，研究將PELSA應用于葉酸、亮氨酸、富馬酸及琥珀酸等代謝物的作用蛋白鑒定，展示了該方法的廣譜適用性。
相關研究成果以A peptide-centric local stability assay enables proteome-scale identification of the protein targets and binding regions of diverse ligands為題，發(fā)表在《自然-方法》（Nature Methods）上。研究工作得到國家重點研發(fā)計劃和國家自然科學基金等的支持。
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新研究發(fā)展出復雜體系中可同時鑒定配體靶蛋白質和結合位點的蛋白質組學方法
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