著名学者解析如何利用质谱确定蛋白复合物的结构

　　质谱技术已经成为了蛋白质组学研究的主力。这种技术方法能精确的检测多肽，从而帮助研究人员识别并测序多肽分子，分析它们的特征，了解它们如何进行化学修饰的。

　　但大多数蛋白质并不是单独行动的，一些关键的生物学过程，如DNA 复制、转录、翻译、细胞分裂和能量生成都依赖于大型蛋白复合物的行为，这些蛋白复合物常常涉及几十个亚基，十分复杂，传统的质谱方法难以进行研究。为此研究人员不断改进质谱技术，希望能通过技术改进来解决这个问题：

　　解析蛋白复合物的构架

　　研究员：俄亥俄州立大学著名学者，化学和生物化学教授Vicki Wysocki

　　研究项目：整个复合物分析的仪器研发

　　解决方案：

　　借助于其在化学分析方面的经验，Vicki Wysocki致力于蛋白复合物的仪器分析。她的实验室研发了一种称为表面诱导解离技术 (surface-induced dissociation，SID，生物通译)。

　　这种方法与其它许多种片段化方法一样，都是利用质谱仪中的离子与其靶标碰撞，通常这些靶标都是一些小分子气体分子，碰撞后产生的能量足以打断多肽主 干。但是对于大型蛋白复合物来说，当然这个靶标越大越好。在SID技术中，这个碰撞分子就是其能达到的极限：这种技术令蛋白目标粒子用力的撞上了仪器中的 一种非反应表面，说得简单点，就是一堵墙，这会导致蛋白复合物碎裂成亚复合物结构，从而揭示这一结构的内容构架。

　　Wysocki教授将这种方法与离子迁移分散（ion-mobility separation）技术结合，后者是一种根据分子大小和形状进行气相电泳的方法，比如详细分析抗生素生成过程中的一种酶。

　　研究人员发现这种酶可以分成具有3个亚基结构的两个拷贝，也就是α、β 和γ，它们就像一对三合体相互顶端相连，其中每一个三合体的α和β亚基紧密的连接在一起。 (Anal Chem, 83:2862-65, 2011).

　　Wysocki教授表示，这种构象数据对于蛋白质工程师来说十分重要，尤其是这种特殊的复合物结构可以形成一个结构生物学gap，“这个蛋白不能结晶，因为对于cryoEM来说，它太小了，而对于NMR来说又太大了，”她说，“而质谱则能做到这一点。”

　　为何选择质谱技术？

　　质谱技术也许并不是唯一一种能快速计算出蛋白质结构的方法，但它肯定是最快的，Wysocki教授说。她回忆说到她的一位同事送来了一个自己实验室无法破解的蛋白复合物，“在一个下午之后，我的学生就给了他们结构预测图——这是一个七聚物，上面有一个六聚物环。”

　　即使实验不成功，Wysocki教授说，这个周转时间也很快，不会耽误事情，而且研究人员也能很快得到实验条件的反馈，从这一点来说，“质谱真的很重要。”