分享一篇发表在Nature Biotechnology上的文章，题目为“Global profiling of protein complex dynamics with an experimental library of protein interaction markers”。本文通讯作者为苏黎世联邦理工学院的Paola Picotti教授。Picotti课题组研究基于质谱的蛋白质组学技术，其主要的成果是建立了基于限制性酶解的结构蛋白质组学方法（LiP-MS）并将其拓展至丰富的应用场景。
蛋白质作为生理活动的执行者，其功能或活性往往依赖于动态的蛋白质复合物，并且受到生命体的精密调控。因此，研究蛋白-蛋白相互作用（PPI）网络对于解释蛋白质功能的分子机制至关重要。同时，由蛋白突变等原因造成的PPI异常被证实与多种疾病密切相关，因此也是治疗过程的重要药物靶点。目前，研究人员发展了多种鉴定PPI的质谱方法，如亲和-质谱法（AP-MS）、色谱分级-质谱法（CF-MS）和交联质谱法（XL-MS）。上述方法揭示了大量PPI互作对，但仍然存在各自的缺陷。CF-MS需要大量质谱机时，同时不能提供关于蛋白结合界面（PBI）的信息；XL-MS中，交联肽段丰度较低、鉴定困难，因此蛋白质组的覆盖度不理想。Picotti课题组此前发展了LiP-MS方法，通过在肽段水平上检测蛋白酶敏感性的变化，进而反应蛋白质组中各蛋白的结构变化。上述结构变化可以由很多原因造成，比如PPI、翻译后修饰、小分子结合等等。经典的LiP-MS将同时捕捉到上述所有结构变化，难以归结于具体的原因中。本文向LiP-MS中引入连续超滤过程，发展了FLiP-MS技术，进而成功鉴定由PPI引起的蛋白酶敏感性的变化。不同于LiP-MS，作者首先对细胞裂解液依次进行100、50、30、10 kDa连续超滤，将蛋白质组依据分子量差异分为四个部分。随后，对每个部分依次使用蛋白酶K与胰蛋白酶进行酶切（LiP样品），并将酶切肽段进行LC-MS/MS分析。在上述样品中，酶切肽段除了两端均由胰蛋白酶切割所致，还存在一端由蛋白酶K切割得到的肽段。与此同时，作者也会对各部分制备只使用胰蛋白酶进行酶切的样品（TrP样品）。基于无标定量技术（LFQ），研究人员首先使用TrP样品分析超滤分级后各部分蛋白的相对丰度。使用蛋白丰度对LiP样品进行均一化后，即可得到不同肽段在各部分中的相对丰度。作者认为，若肽段丰度在两个以上的部分之间存在较大差异，则上述差异应主要由PPI导致。在鉴定到的35,951条肽段中，6,441条肽段满足一系列筛选条件，进而成为反应PPI的FLiP标志物。对上述标志物进行结构域层面的GO分析，作者证实筛选得到的标志物富集于蛋白结合、RNA结合等一系列与PPI密切相关的功能。对部分蛋白上的FLiP标志肽段进行检查，也证实其分布在已知的PBI上或在结构上具有邻近性。作者接下来将FLiP标志物用于研究外界刺激下PPI动态变化的研究之中。在HU诱导的DNA复制压力下，作者成功鉴定到P-body相关蛋白的已知PPI变化；作者将FLiP标志物对应蛋白进行聚类，得到蛋白复合物网络，进而揭示外界刺激下蛋白复合物组装的动态变化。在此，作者揭示了SAGA中乙酰转移酶活性与其他蛋白复合物组装之间的密切关系。综上所述，本文发展了FLiP-MS技术，建立了反映PPI过程的FLiP标志物文库，并揭示了HU诱导的DNA复制压力下PPI的动态变化。https://doi.org/10.1038/s41587-024-02432-8原文引用：DOI：10.1038/s41587-024-02432-8
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