Nat. Methods | 基于结构微区稳定性变化的配体结合蛋白质鉴定新方法

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分享一篇发表在Nature Methods上的文章,文章标题是“A peptide-centric local stability assay enables proteome-scale identification of the protein targets and binding regions of diverse ligands”,文章的通讯作者是来自大连化物所的叶明亮老师和来自上海药物所的罗成老师。叶老师的团队致力于生物分离分析的研究工作,发展了一系列蛋白质组学分析新技术新方法的研究,罗老师团队主要研究表观遗传修饰酶和重要蛋白-蛋白相互作用的新靶标。


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解析配体-蛋白质的相互作用有助于全面了解配体分子的生理功能和作用机制,进而推动药物研发和疾病解析的进程。已有的鉴定配体结合蛋白质方法有限制酶酶解-质谱分析(LiP-MS)、热蛋白质组学分析(TPP)等,为研究配体-蛋白质相互作用提供了有力工具。近日,研究人员开发了以肽段为中心的蛋白质局部稳定性探测方法(PEptide-centric Local Stability Assay,PELSA),这是目前基于配体免修饰类方法中具有最高灵敏度的技术。
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PELSA的原理是配体结合蛋白质的区域会抵抗蛋白酶的水解。利用大量胰蛋白酶(E/S比1/2)从天然蛋白质中水解出小肽段,超滤后,配体结合的未切割蛋白保留在滤膜上,而超滤下来的组分可以通过数据非依赖采集(DIA)分析其中不同肽段含量的差异,这些肽段的丰度反映了蛋白质的局部稳定性,从而确定配体与蛋白质结合的区域。与限制酶酶解-质谱分析(LiP-MS)相比,PELSA只使用了单一的胰蛋白酶进行单次水解,降低了肽的复杂性,并使这些肽段适用于MS分析,因此可以识别出比两步消化方法LiP-MS更多参与配体结合的肽,最大限度地还原细胞内配体结合蛋白质的状态。
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与LiP-MS方法相比,PELSA能鉴定到更多与配体结合且结合响应更大(丰度变化更大)的肽段,灵敏度比LiP-MS高出了10倍以上。与最广泛使用的鉴定配体结合蛋白的TPP方法相比,PELSA的灵敏度高了2.1-2.4倍,而且提供了结合位点的信息。此外,研究人员将PELSA应用于药物、金属离子、翻译后修饰和抗体等多种配体的结合蛋白质鉴定,发现灵敏度均高于现有方法。
总之,PELSA技术在筛选药物设计中的非靶标、鉴定酶与其底物和抑制剂的相互作用、探索细胞中各种生物分子的新功能有广阔的应用前景。
本文作者:DYX
责任编辑:ZJ
文章链接:https://www.nature.com/articles/s41592-024-02553-7
原文引用:DOI:10.1038/s41592-024-02553-7



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