Nature值得關(guān)注的技術(shù):完整蛋白復(fù)合物質(zhì)譜分析
日期:2013-01-29 09:10:24
《Nature Methods》雜志將2012年度技術(shù)授予了定向蛋白質(zhì)組學(xué)(targeted proteomics)。同時(shí),雜志還介紹了2013年值得關(guān)注的技術(shù),包括納米孔測(cè)序儀(Disruptive nanopores)、微生物組功能研究(Probing microbiome function)、近紅外熒光探針(Near-infrared probes)、干細(xì)胞體外微環(huán)境(In vitro niches)等等。
除了定向蛋白質(zhì)組學(xué)之外,Nature也特別推薦了關(guān)于完整蛋白復(fù)合物質(zhì)譜分析技術(shù),指出這種技術(shù)能幫助科學(xué)家們檢測(cè)和分析大型的天然蛋白復(fù)合物,這對(duì)于解析復(fù)合物功能和作用原理至關(guān)重要。
一般而言,蛋白質(zhì)質(zhì)譜分析主要利用的是一種“鳥槍”策略,即研究人員進(jìn)行蛋白分析的樣品首先需要被分解成肽段,然后進(jìn)行識(shí)別,定量和描述特征,這種方法更便于目前的儀器分析,而天然完整的蛋白復(fù)合物則難以進(jìn)行分析。雖然這種鳥槍方法已經(jīng)在不少高通量蛋白質(zhì)組學(xué)研究中獲得了成功,但是這個(gè)過(guò)程中會(huì)喪失許多生物學(xué)信息。
蛋白具有多種翻譯后修飾模式,這對(duì)于它們的功能作用具有重要的影響,但是當(dāng)這些蛋白被分解成肽段的時(shí)候,這種模式就會(huì)變得難以解釋,而且蛋白很少單獨(dú)行動(dòng),都是通過(guò)與其他蛋白,或者其他細(xì)胞內(nèi)分析相互作用而發(fā)揮功能的。這些信息在經(jīng)典鳥槍方法中葉會(huì)被遺失。
如果利用獨(dú)特的質(zhì)譜技術(shù),就能檢測(cè)和分析完整蛋白和蛋白復(fù)合物,得到具有更多價(jià)值的功能信息。首先將蛋白輕緩的轉(zhuǎn)變成氣相,保留其完整三維結(jié)構(gòu),然后在合適的條件下,通過(guò)質(zhì)譜分析,解析大型,非共價(jià)連接的可溶性蛋白和膜蛋白。
然而直至今日,完整蛋白復(fù)合物的質(zhì)譜分析仍然需要一些高度職業(yè)化的儀器,因此在許多實(shí)驗(yàn)室中難以開展研究。不過(guò)近期也取得了一些新成果,比如去年來(lái)自荷蘭烏德勒支大學(xué)的研究人員就研發(fā)了一種提高質(zhì)譜儀分辨率和可用性的改進(jìn)方法,利用該方法可以獲得完整蛋白復(fù)合物的重要結(jié)構(gòu)信息。
研究人員通過(guò)改裝軌道阱質(zhì)譜儀這種被廣泛用于高通量蛋白譜的常用儀器,成功地實(shí)現(xiàn)了對(duì)最高分子量可達(dá)一百萬(wàn)摩爾質(zhì)量的完整蛋白復(fù)合物的檢測(cè)。經(jīng)過(guò)他們改裝的質(zhì)譜儀具有足夠高的分辨率,可識(shí)別出個(gè)體ATP或ADP分子與細(xì)菌的伴侶蛋白復(fù)合物GroEL的結(jié)合——目前的無(wú)損質(zhì)譜技術(shù)還無(wú)法做到這一點(diǎn)。該方法同樣能夠應(yīng)用于蛋白復(fù)合物轉(zhuǎn)錄后修飾的靈敏度檢測(cè)。