用高能紫外激光解離質譜實現蛋白質識別機制解析

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近日，中科院大連化學物理研究所研究員王方軍團隊與南方科技大學教授田瑞軍、副教授李鵬飛等人合作，利用193nm紫外激光解離—質譜裝置，實現了免疫共受體CD28磷酸化胞質端與激酶PKCθ的C2結構域識別結合機制解析。相關研究成果發表在Cell Chemical Biology上。

與常規毫秒級碰撞誘導質譜解離（CID）相比，5ns單脈沖193nm紫外激光解離（UVPD）可直接激發非變性蛋白質骨架共價鍵至高能態引發高效解離，激發解離速率提升6個數量級，位點解離效率和碎片離子產率與其局部非共價作用和微觀結構密切相關，通過碎片離子和解離產率分析可同時獲得蛋白質序列和結構信息。目前，193nm紫外激光解離質譜尚未商品化設備，僅在少數實驗室有自主搭建設備。

免疫共受體CD28是癌癥免疫治療的重要靶點，其胞質端酪氨酸磷酸化激活引起的下游蛋白識別結合機制尚不清楚。本工作中，研究人員采用光親和質譜法發現CD28磷酸化胞質端與激酶PKCθ的C2結構域特異性結合；利用193nm紫外激光解離質譜對C2結合前后進行了全序列覆蓋位點光解離效率的差異分析，發現了光解離效率顯著下降的三個關鍵結合區域和核心識別位點K49、H63、R68；證明了高能紫外激光解離策略在蛋白質動態識別結構變化分析中的高靈敏度和單位點分辨高精度優勢。

團隊通過交叉學科聯合攻關，在大連相干光源搭建了193nm紫外激光解離-高分辨質譜裝置，在前期工作中通過高能光子對多肽分子的高效激發解離實現了多磷酸化肽修飾位點精確定位和蛋白質組學規模化序列鑒定。

相關論文信息：https://doi.org/10.1016/j.chembiol.2022.01.005