【儀表網 研發快訊】近日，大連化學物理研究所生物技術研究部生物分子結構表征新方法研究組(1822組)王方軍研究員團隊發展了整合紫外激光解離的時間分辨質譜法，實現了對氨基酸位點突變引起的靶蛋白穩定性和動態精細結構的表征，為研究靶蛋白氨基酸突變的病理機制提供了新技術。
氨基酸位點突變如何影響靶蛋白穩定性和動態結構，對于理解疾病的分子機制，以及靶向藥物設計至關重要。然而，位點突變通常只能引起靶蛋白動態結構的細微變化，對其動態分子細節的表征仍面臨極大的挑戰。
本工作中，研究團隊采用在線混合甲酸溶液引起靶蛋白結構去折疊的方法，通過非變性電噴霧離子化和質譜分析，監測了蛋白質去折疊中間體和產物的電荷分布，以及其相對豐度隨混合時間的變化，實現了對二氫葉酸還原酶(DHFR)M42T/H114R突變引起的穩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結構和分子細節的對比。分析發現，輔因子NADPH對DHFR結構具有穩定作用，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，從而導致其穩定性下降。本工作為研究氨基酸位點突變引起的靶蛋白細微動態結構和病理機制提供了新技術。
圖片來源大連化學物理研究所
王方軍團隊致力于極紫外激光解離質譜新儀器研制和原位化學標記-結構質譜新方法研究，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，于近日發表在《美國化學會志》(Journal of the American Chemical Society)上。該工作得到了國家重點研發計劃、國家自然科學基金、大連化物所創新基金等項目的資助。(文/圖 羅盼)
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