大家分享一篇发表在PNAS上的文章，文章题目是“Cross-linking mass spectrometry discovers, evaluates, and corroborates structures and protein–protein interactions in the human cell”。本文的通讯作者是Jason K. K. Low。Jason K. K. Low在悉尼大学生命与环境科学学院从事博士后，主要从事转录，转录调控，质谱，染色质，结构生物学方面的研究。

蛋白质是生物学中的主要效应物。它们的功能在很大程度上取决于它们的三维结构和它们所形成的蛋白质-蛋白质相互作用（PPIs）。因此，对蛋白质结构和相互作用的全系统的理解一直是一个长期的目标。

为此，研究蛋白质-蛋白质相互作用的方法已经系统地进行了分类，包括酵母双杂交（Y2H）、亲和纯化质谱（AP-MS）和Bio-ID邻近标记。这些方法在识别直接和间接的蛋白质相互作用方面非常成功。然而，这些数据并不提供关于相互作用的结构或机制信息，也不一定是在其自然状态下相互作用的蛋白质。

交联质谱（XL-MS）提供了一种分析天然蛋白结构和PPIs的方法。含有至少两个反应基团的化学交联剂被引入到蛋白质样品中，以在空间受限的反应中共价连接氨基酸，通过质谱来分析PPI。

为了提供广泛的人类结构蛋白质组，我们对HEK293细胞进行了粗亚细胞分离，并使用三个正交交联剂：DHSO、DSSO和DMTMM。我们推断，通过对细胞进行预分离，将会在人类蛋白质组的广泛动态范围内捕获更多的蛋白质。在蛋白质消化后，我们使用排阻色谱和高pH反相液相色谱对得到的肽段进行分级。通过质谱分析，我们从91,709个CSM中鉴定出28,910个独特的交联残基对（定义为“URP” unique residue pairs）。这些URP可以进一步分为3785和25125个蛋白间和蛋白内URP。

接下来，我们使用了来自PDB 的结构来评估我们数据的质量。我们有21,367个明确的URP，每个肽序列可以唯一地映射到一个 UniProt accession code，可以映射到10332个结构上。    

仅考虑链内URPs，7860个URPs映射到1406个蛋白的10110个结构上，其中99%（DHSO）、97%（DSSO）和89%（DMTMM）是高置信度的。值得注意的是，我们的交联是在更类似于蛋白质结构的条件下进行的。结构通常由异质表达的多肽决定，这些多肽通常只包含完整蛋白质序列的一小部分，并在没有与伙伴相互作用的情况下确定。因此，我们观察到的总体满意度非常高。

当我们将urp映射到AF2模型时，我们注意到这些数据可以为蛋白质内无法通过其他方法解决的区域产生结构上的见解。

例如，线粒体39S核糖体的L9亚基（Uniprot：Q9BYD2）在几个PDB条目中部分分解；例如，在PDB：3J7Y（38）残基53到147，我们可以映射三个urp到这个区域，它们都是满意的。然而，与实验结构相比，AF2模型又解析了116个有序的c端残基，所有这些残基的pLDDT评分均为≥70。另外6个urp映射到这个区域（包括3个桥接pdb解析区域和仅AF2的区域），并且在AF2模型中都得到了满足。

我们的交联资源识别并提供了对数千个PPIs的发现。共有3785个蛋白间URP描述了2110个PPIs，其中包括84个明确的同源低聚物。将我们的数据集与APID PPI元数据库进行比较，发现55%（1158个）的这些PPIs以前没有被描述过。

我们的研究强调了从赖氨酸(K)转移到赖氨酸(K)交联蛋白质组的价值。替代交联化学，如双马来酰亚胺（BMSO），可以提供进一步的正交信息，但尚未在蛋白质组研究中常规使用。光反应性二氮啉基交联剂，如亚基琥珀酰亚胺4,4‘-阿氮戊酸酯，允许在任何残基上进行交联，代表了进一步的扩展。虽然这种类型的非ms可裂解交联剂的最大限制是肽鉴定所需的计算时间，但最近开发的可裂解琥珀二酰亚胺亚砜交联剂可能有助于这种努力的实现。

总之，我们已经生成了一个交联资源超过4000个人类蛋白质，相比许多其他方法用于映射蛋白质结构和相互作用，我们的方法是一个显著的优势。我们已经证明了我们的交联既具有高质量和实用性，并且它们显著地扩展和注释了具有相互作用组的人类结构蛋白质组和生物学相关性。