分享一篇发表在Nature Chemistry上的文章，文章的标题为“Defining proteoform-specific interactions for drug targeting in a native cell signalling environment”。本文的通讯作者是来自牛津大学的Carol V. Robinson教授，其课题组研究方向为膜蛋白的质谱研究。
天然脂双层内膜蛋白与配体之间的动态相互作用是药物发现的主要目标。但是这面临几个关键的问题：不稳定翻译后修饰在传统质谱分析中易丢失、缺少原位检测的手段以及膜蛋白难以实现高分辨原位鉴定。对此，本文报道了一种新型的质谱技术，结合自上而下的非变性质谱（Native MS），将10.6μm的CO2激光引导到线性离子阱的高压池中，可以实现膜蛋白及其相互作用蛋白的受控释放，进而能够通过红外多光子解离（IRMPD）对释放的蛋白质复合物及蛋白质形式进行自上而下的测序。首先作者选择了光感受器视杆细胞的外盘膜作为研究对象，探究利用红外光子从脂质囊泡中可控地释放蛋白质。他们发现对于25ms固定辐照时间，低功率和高功率的辐照会呈现出不同的质谱谱图。4.8W以下功率的辐照会破坏脂双层，释放内容蛋白以及与膜相关的蛋白，在这一过程中不会破坏非共价相互作用；而大于4.8W的辐照会时消解脂双层，释放完整的膜蛋白。因此该方法为膜蛋白的可控释放与质谱分析提供了机会。随后，作者发现高功率红外辐照下一级谱中高质荷比区域不同电荷态的谱峰分别对应于内源视紫红质的不同蛋白质形式。结合先前研究的报道，与未修饰的视紫红质分子量之差揭示内源视紫红质带有多种不同的翻译后修饰类型。作者利用IRMPD并进一步分析其二级谱，确定了每种蛋白质形式对应的翻译后修饰类型，包括N2、N15上的糖基化修饰、C110-C187的二硫键以及棕榈酰化修饰。此外，他们还对参与视紫红质信号转导相关的其他蛋白质进行蛋白质形式的分析，并从中确定了诸如G蛋白及其亚基等多种蛋白的修饰以及对应的膜定位。最终他们利用这种方法，选择了常见的具有视觉影响副作用的西地那非和伐地那非，鉴定了药物与膜和椎间盘内细胞空间中的各个蛋白质形式的脱靶药物结合情况。总的来说，本文开发了一种结合红外激光与非变性质谱的技术，能够直接可控检测膜蛋白上的翻译后修饰并进行测序。原文链接：https://doi.org/10.1038/s41557-024-01711-w文章引用：DOI: 10.1038/s41557-024-01711-w
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