近日，中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所生物技術(shù)研究部生物分子結構表征新方法研究組研究員王方軍團隊發(fā)布了表征蛋白質(zhì)—納米材料界面相互作用精細結構的賴(lài)氨酸反應性分析—質(zhì)譜（LRP-MS）實(shí)驗手冊。

大連化物所發(fā)布蛋白質(zhì)—納米材料界面相互作用的結構質(zhì)譜表征實(shí)驗手冊

　　微/納米材料在生命科學(xué)、醫藥健康、生物催化等領(lǐng)域廣泛應用，理解蛋白質(zhì)與材料之間的界面相互作用分子機制對于生物醫用材料的安全性評價(jià)、納米藥物的毒性評估和理性設計、生物—無(wú)機功能雜合體的改性和催化活性提升等具有重要意義。然而，現有光譜學(xué)等方法只能表征材料引起的蛋白質(zhì)結構整體變化情況，蛋白質(zhì)—材料界面相互作用分子細節的探測面臨挑戰。

　　賴(lài)氨酸殘基通常定位于親水性蛋白質(zhì)表面，其側鏈伯氨基的化學(xué)標記反應性取決于其溶劑可及性和微環(huán)境非共價(jià)相互作用。當蛋白質(zhì)表面與微/納米材料結合時(shí)，結合界面上賴(lài)氨酸的溶劑可及性和反應性都隨之降低。因此，王方軍等人提出了賴(lài)氨酸的反應性變化是探測蛋白質(zhì)—微/納米材料復合體中蛋白質(zhì)定位方向、相互作用序列區域、關(guān)鍵結合位點(diǎn)、材料結合引起蛋白質(zhì)結構變化的有效指標。研究團隊發(fā)展了在蛋白質(zhì)—微/納米材料復合體活性和變性條件下的兩步同位素二甲基化標記的標準化策略，結合質(zhì)譜定量分析實(shí)現蛋白質(zhì)上賴(lài)氨酸反應性的全面分析，最后，通過(guò)材料結合前后賴(lài)氨酸標記反應性的顯著(zhù)性差異確定蛋白質(zhì)—材料的界面序列區域和關(guān)鍵位點(diǎn)。

　　王方軍團隊長(cháng)期從事生物大分子結構質(zhì)譜尖端儀器和創(chuàng )新方法研究，所發(fā)展的LRP-MS策略近年來(lái)已成功應用于蛋白質(zhì)—蛋白質(zhì)、蛋白質(zhì)—小分子、蛋白質(zhì)—微/納米材料的界面相互作用分子機制解析，取得了系列研究進(jìn)展（Anal. Chem.，2016；Trends Anal. Chem.，2019；Anal. Chem.，2019；Chem. Comm.，2019；Chem. Sci.，2020；Nat. Catal.，2021；J. Energy Chem.，2022；Nat. Nanotechnol.，2022）。

　　上述工作以“Structural Characterization of the Protein-Material Interfacial Interactions Using Lysine Reactivity Profiling-Mass Spectrometry”為題，于近日發(fā)表在《自然—實(shí)驗手冊》（Nature Protocols）上。該工作的共同第一作者是大連化物所副研究員劉哲益、博士研究生楊詩(shī)蕊、聯(lián)合培養碩士研究生周伶強。該工作得到國家重點(diǎn)研發(fā)計劃、國家自然科學(xué)基金、大連化物所創(chuàng )新基金等項目的資助。

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