【儀表網(wǎng) 研發(fā)快訊】近日，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(1822組)王方軍研究員團隊發(fā)展了整合紫外激光解離的時間分辨質(zhì)譜法，實現(xiàn)了對氨基酸位點突變引起的靶蛋白穩(wěn)定性和動態(tài)精細(xì)結(jié)構(gòu)的表征，為研究靶蛋白氨基酸突變的病理機制提供了新技術(shù)。
氨基酸位點突變?nèi)绾斡绊懓械鞍追€(wěn)定性和動態(tài)結(jié)構(gòu)，對于理解疾病的分子機制，以及靶向藥物設(shè)計至關(guān)重要。然而，位點突變通常只能引起靶蛋白動態(tài)結(jié)構(gòu)的細(xì)微變化，對其動態(tài)分子細(xì)節(jié)的表征仍面臨極大的挑戰(zhàn)。
本工作中，研究團隊采用在線混合甲酸溶液引起靶蛋白結(jié)構(gòu)去折疊的方法，通過非變性電噴霧離子化和質(zhì)譜分析，監(jiān)測了蛋白質(zhì)去折疊中間體和產(chǎn)物的電荷分布，以及其相對豐度隨混合時間的變化，實現(xiàn)了對二氫葉酸還原酶(DHFR)M42T/H114R突變引起的穩(wěn)定性變化的定量表征。此外，團隊進一步采用紫外激光解離(UVPD)和碎片離子質(zhì)譜定量方法，對突變體和野生型DHFR的去折疊中間體進行了動態(tài)結(jié)構(gòu)和分子細(xì)節(jié)的對比。分析發(fā)現(xiàn)，輔因子NADPH對DHFR結(jié)構(gòu)具有穩(wěn)定作用，M42T/H114R位點突變可造成NADPH與DHFR的I41、Q65、V78、D79、I82和R98等氨基酸殘基間的非共價作用降低，從而導(dǎo)致其穩(wěn)定性下降。本工作為研究氨基酸位點突變引起的靶蛋白細(xì)微動態(tài)結(jié)構(gòu)和病理機制提供了新技術(shù)。
圖片來源大連化學(xué)物理研究所
王方軍團隊致力于極紫外激光解離質(zhì)譜新儀器研制和原位化學(xué)標(biāo)記-結(jié)構(gòu)質(zhì)譜新方法研究，在蛋白-蛋白、蛋白-藥物、蛋白-納米材料等非共價作用位點表征方面取得了系列進展(Chem. Sci.，2024；Nat Protoc.，2023；J. Am. Chem. Soc.，2023；J. Am. Chem. Soc.，2023；Cell Chem. Biol.，2022；CCS Chem.，2022；Anal. Chem.，2022；Chem. Sci.，2021)。
上述工作以“Time-Resolved Ultraviolet Photodissociation Mass Spectrometry Probes the Mutation-Induced Alterations in Protein Stability and Unfolding Dynamics”為題，于近日發(fā)表在《美國化學(xué)會志》(Journal of the American Chemical Society)上。該工作得到了國家重點研發(fā)計劃、國家自然科學(xué)基金、大連化物所創(chuàng)新基金等項目的資助。(文/圖 羅盼)
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