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　　作為生命活動的執(zhí)行者，蛋白質(zhì)通過相互作用形成復(fù)合物等形式行使其特定的生物學(xué)功能，其中，細胞內(nèi)的限域效應(yīng)、擁擠效應(yīng)和細胞器微環(huán)境等對于維持蛋白質(zhì)復(fù)合物結(jié)構(gòu)和功能至關(guān)重要。化學(xué)交聯(lián)技術(shù)（Chemical cross-linking mass spectrometry, CXMS），尤其是原位化學(xué)交聯(lián)質(zhì)譜技術(shù)（in-vivo CXMS）具有規(guī)模化分析蛋白復(fù)合物原位構(gòu)象和相互作用界面的優(yōu)勢，已成為活細胞內(nèi)蛋白質(zhì)復(fù)合物解析的重要技術(shù)。然而，目前活細胞原位交聯(lián)面臨著細胞擾動大、交聯(lián)肽段譜圖復(fù)雜程度高等問題。因此，如何實現(xiàn)活細胞低擾動下的原位快速交聯(lián)是蛋白質(zhì)原位構(gòu)象和相互作用精準解析的先決條件。

　　本工作中，該團隊基于糖分子的高生物兼容性和糖苷鍵的質(zhì)譜可碎裂特征，將糖苷鍵引入到功能交聯(lián)劑的骨架設(shè)計中，篩選并獲得了高生物兼容性的海藻糖作為骨架分子，研制了質(zhì)譜可碎裂型交聯(lián)劑——海藻糖二琥珀酰亞胺酯（TDS）。該交聯(lián)劑較目前已報道的可透膜型化學(xué)交聯(lián)劑，展示了更加優(yōu)異的細胞活性維持能力，可在低擾動狀態(tài)下實現(xiàn)細胞內(nèi)蛋白質(zhì)復(fù)合物的高效交聯(lián)。在此基礎(chǔ)上，低能量的糖苷鍵—高能量的肽鍵的質(zhì)譜選擇性碎裂模式，可以將“工字形”的交聯(lián)肽段數(shù)據(jù)分析降冪為常規(guī)交聯(lián)劑片段修飾的線性肽段數(shù)據(jù)檢索，極大地降低了交聯(lián)肽段譜圖分析的復(fù)雜性，顯著地提高了交聯(lián)肽段的鑒定效率與準確度。團隊從Hela細胞中鑒定到對應(yīng)于3500對以上交聯(lián)肽段的1453個蛋白質(zhì)的構(gòu)象，以及843對蛋白質(zhì)間的相互作用信息，實現(xiàn)了活細胞中蛋白質(zhì)復(fù)合物的原位交聯(lián)與規(guī)模化分析，為活細胞中蛋白質(zhì)功能的調(diào)控提供了重要的技術(shù)支撐和關(guān)鍵的互作位點信息。

　　近年來，張麗華團隊一直致力于原位化學(xué)交聯(lián)質(zhì)譜新技術(shù)研究，通過開發(fā)一系列新型多功能型化學(xué)交聯(lián)劑，并系統(tǒng)建立深度覆蓋的化學(xué)交聯(lián)分析方法等，不斷提升原位化學(xué)交聯(lián)技術(shù)對于蛋白質(zhì)復(fù)合物原位動態(tài)構(gòu)象的深度捕獲和精準分析能力。目前，團隊已研制了多種類型的具有不同富集基團、正交反應(yīng)活性基團的可透膜交聯(lián)劑，并發(fā)展了相應(yīng)的原位快速交聯(lián)方法（Anal. Chem.，2022；Anal. Chem.，2022；Anal. Chem.，2022；Angew. Chem. Int. Ed.，2023），低豐度交聯(lián)位點的高效酶解和富集方法（Anal. Chem.，2020；Front. Chem.，2022；Anal. Chem.，2022；Anal. Chem.，2023），以及基于化學(xué)交聯(lián)距離約束的蛋白質(zhì)原位構(gòu)象和相互作用解析方法（Anal. Chem.，2022；Chem. Res. Chin. Univ.，2022）等，為蛋白質(zhì)復(fù)合物功能狀態(tài)下原位構(gòu)象的規(guī)模化精準解析提供了關(guān)鍵技術(shù)支撐。

　　上述成果以“A Glycosidic-Bond-Based Mass-Spectrometry-Cleavable Cross-linker Enables In vivo Cross-linking for Protein Complex Analysis”為題，發(fā)表在《德國應(yīng)用化學(xué)》（Angewandte Chemie International Edition）。該工作的第一作者是1810組博士研究生陳靜。該工作得到了國家重點研發(fā)計劃、國家自然科學(xué)基金、中科院青促會等項目的資助。（文/圖 陳靜、趙群）

　　文章鏈接：https://doi.org/10.1002/anie.202212860