福州大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)在蛋白結(jié)構(gòu)質(zhì)譜研究取得系列進(jìn)展
【化工儀器網(wǎng) 項(xiàng)目成果】福州大學(xué)生物藥光動(dòng)力治療技術(shù)國(guó)家地方聯(lián)合工程研究中心的李金宇教授團(tuán)隊(duì)，在蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)質(zhì)譜研究領(lǐng)域取得了顯著進(jìn)展。一系列研究成果已發(fā)表在《Chemical Science》、《Chinese Chemical Letters》以及《Journal of Physical Chemistry Letters》等國(guó)際高水平期刊上。
蛋白質(zhì)是生命活動(dòng)的基礎(chǔ)，它們的功能與其三維結(jié)構(gòu)密切相關(guān)。然而，蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性和多樣性給研究帶來(lái)了極大的挑戰(zhàn)。近年來(lái)，隨著質(zhì)譜技術(shù)的發(fā)展，特別是蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)質(zhì)譜技術(shù)的進(jìn)步，研究人員能夠更深入地理解蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)及其功能。
蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)質(zhì)譜是一種將質(zhì)譜技術(shù)應(yīng)用于蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)分析的方法。它不僅可以幫助確定蛋白質(zhì)的一級(jí)序列，還能通過(guò)分析蛋白質(zhì)碎片離子的碰撞誘導(dǎo)解離(CID)或電子轉(zhuǎn)移解離(ETD)等方式，獲取有關(guān)蛋白質(zhì)三維結(jié)構(gòu)的信息。此外，結(jié)合同位素標(biāo)記或化學(xué)交聯(lián)等技術(shù)，可以進(jìn)一步研究蛋白質(zhì)間的相互作用以及蛋白質(zhì)的動(dòng)態(tài)變化。
李金宇教授團(tuán)隊(duì)與南開(kāi)大學(xué)化學(xué)學(xué)院李功玉研究員團(tuán)隊(duì)合作，結(jié)合雙方自主開(kāi)發(fā)的技術(shù)——糖型分辨去折疊離子淌度質(zhì)譜法與結(jié)構(gòu)質(zhì)譜導(dǎo)向的分子動(dòng)力學(xué)模擬，深入探討了唾液酸化修飾對(duì)糖蛋白構(gòu)象穩(wěn)定性的具體作用機(jī)制。研究顯示，唾液酸化修飾與糖蛋白的構(gòu)象穩(wěn)定性之間存在復(fù)雜的相互作用，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)闡明了這種修飾如何在分子層面調(diào)控蛋白質(zhì)的三維結(jié)構(gòu)(詳情參見(jiàn)《Chem. Sci. 2024, 14431》)。這項(xiàng)研究不僅為理解蛋白質(zhì)翻譯后修飾提供了一個(gè)新視角，也為開(kāi)發(fā)基于蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的藥物設(shè)計(jì)奠定了基礎(chǔ)。
進(jìn)一步的研究中，兩個(gè)團(tuán)隊(duì)利用先進(jìn)的質(zhì)譜平臺(tái)，揭示了蛋白質(zhì)在氣相環(huán)境中的獨(dú)特去折疊行為。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，富含β-片層的蛋白質(zhì)區(qū)域更容易發(fā)生去折疊，并且觀察到了蛋白質(zhì)從β-片層向α-螺旋轉(zhuǎn)變的動(dòng)態(tài)過(guò)程。此外，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在氣相條件下，α-螺旋結(jié)構(gòu)比β-片層更加穩(wěn)定(詳情參見(jiàn)《Chin. Chem. Lett. 2024, 110401》)。
李金宇教授團(tuán)隊(duì)還利用自主開(kāi)發(fā)的高精度質(zhì)譜技術(shù)，在原子尺度下觀察并解釋了由于液氣相質(zhì)子化狀態(tài)變化導(dǎo)致的蛋白質(zhì)二級(jí)結(jié)構(gòu)解折疊現(xiàn)象。該研究不僅提供了關(guān)于蛋白質(zhì)解折疊的新見(jiàn)解，還揭示了環(huán)境因素如何通過(guò)調(diào)控蛋白質(zhì)的質(zhì)子化狀態(tài)來(lái)影響其結(jié)構(gòu)與功能(詳情參見(jiàn)《J. Phys. Chem. Lett. 2024, 9374》)。
上述研究得到了國(guó)家自然科學(xué)基金(項(xiàng)目編號(hào)：22173020、21603033)與福建省自然科學(xué)基金杰出青年項(xiàng)目(項(xiàng)目編號(hào)：2019J06007)的資金支持。這些突破性的成果不僅提升了我們對(duì)于蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)及其動(dòng)態(tài)變化的理解，也為后續(xù)的科學(xué)研究開(kāi)辟了新的道路。
素材來(lái)源：生物藥光動(dòng)力治療技術(shù)國(guó)家地方聯(lián)合工程研究中心
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