研究者發(fā)現(xiàn),，在溫和的電離條件下,，利用質(zhì)譜法檢測多蛋白質(zhì)復(fù)合體的固有氣相結(jié)構(gòu)是可能的。
世界上還存在不可以用質(zhì)譜法測量的物質(zhì)么,？隨著每天都有關(guān)于質(zhì)譜的新方法問世,，質(zhì)譜法看起來已經(jīng)成了蛋白質(zhì)科學(xué)中功能最強(qiáng)大、應(yīng)用最廣泛的技術(shù)之一,。
大家都知道,，質(zhì)譜法是鑒定蛋白質(zhì)組成的神奇工具，但是,，研究者近來發(fā)現(xiàn)這種方法可用于蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)和形狀的探測,。其中,，Carol Robinson,、Brandon Ruotolo以及他們在劍橋大學(xué)和Waters質(zhì)譜技術(shù)中心的同事們，已經(jīng)摸清了在氣相中固有多蛋白質(zhì)復(fù)合體的電離和檢測條件,，強(qiáng)有力地證明了氣相結(jié)構(gòu)雖然缺乏大量的溶劑,，但在本質(zhì)上與已有的液相結(jié)構(gòu)是等同的。
多數(shù)質(zhì)譜實(shí)驗(yàn)應(yīng)用時(shí)需要一定的苛刻條件,，在這樣的情形下保持復(fù)合體四級(jí)結(jié)構(gòu)的意義不容輕視,。即便是電離到氣相的最“溫和”的方法，即電霧離子化質(zhì)譜法(ESI),，其溫和程度也顯得不足,。Robinson和她的同事已經(jīng)構(gòu)建了一個(gè)用戶友好的納米ESI系統(tǒng)，以確保蛋白質(zhì)復(fù)合體在電離過程中不受任何損害,。除了測定分子量外,，他們運(yùn)用離子飄移的波譜測量技術(shù)，確定了一個(gè)碰撞交叉值,。所謂碰撞交叉值,，就是測定一個(gè)離子在弱電場中通過一個(gè)含有中性氣體分子的小室時(shí)需要的時(shí)間長短，它直接和分子大小成比例,。“在很多情況下,，氣相離子的移動(dòng)分離和通過凝膠電泳進(jìn)行的液相分離是類似的，” Robinson解釋說。
緊接著,，Robinson及其同事考慮到復(fù)合體的溶液結(jié)構(gòu),、每個(gè)亞單元的大小以及亞單元之間的非共價(jià)健等幾個(gè)因素，應(yīng)用分子動(dòng)力學(xué)模擬方法,，獲得了他們感興趣的復(fù)合體的三維結(jié)構(gòu)圖像,。碰撞交叉值被預(yù)測后供模擬結(jié)構(gòu)時(shí)使用，并與通過離子飄移的波譜測量技術(shù)實(shí)驗(yàn)獲得的數(shù)值相比較,。研究者運(yùn)用環(huán)形的,、具有11-亞單元位點(diǎn)的trp RNA束縛衰減型蛋白質(zhì)復(fù)合體，他們以TRAP為例,，發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)獲得的碰撞交叉值與溶液自然狀態(tài)下TRAP結(jié)構(gòu)的計(jì)算值相類似,。他們還發(fā)現(xiàn)，TRAP的配體束縛型狀態(tài)和RNA束縛型狀態(tài)進(jìn)行氣相,、液相對(duì)比時(shí)結(jié)構(gòu)也十分相似,，這表明蛋白質(zhì)復(fù)合體的氣相結(jié)構(gòu)與液相結(jié)構(gòu)十分相似。這一發(fā)現(xiàn)在一些人看來十分奇怪,，Robinson這樣解釋其中的原因：“當(dāng)我們開始運(yùn)用質(zhì)譜法研究這些復(fù)合體時(shí),，很多人認(rèn)為復(fù)合體氣相狀態(tài)下的整體結(jié)構(gòu)會(huì)與液相狀態(tài)下的整體結(jié)構(gòu)會(huì)完全不同。而我們發(fā)現(xiàn),，碰撞交叉值與自然狀態(tài)下的計(jì)算值非常相近,，這一事實(shí)表明復(fù)合體從液相轉(zhuǎn)變?yōu)闅庀鄷r(shí)不會(huì)發(fā)生大的結(jié)構(gòu)變化。”
研究者運(yùn)用這一技術(shù),，可進(jìn)行變化條件下的四級(jí)結(jié)構(gòu)的研究,，以及研究其它方法不適用的瞬時(shí)或可逆關(guān)聯(lián)現(xiàn)象。Robinson解釋說,，選擇TRAP來驗(yàn)證這一新技術(shù)的有效性,，其中的一個(gè)主要原因就是它與復(fù)合體之間的關(guān)聯(lián)作用非常弱。但或許最值得注意的是,，不像結(jié)晶學(xué),、核磁共振波譜學(xué)等其它結(jié)構(gòu)型探針，這一以質(zhì)譜為基礎(chǔ)的方法將幫助研究者對(duì)四級(jí)寡聚態(tài)進(jìn)行逐個(gè)檢測,。“異質(zhì)現(xiàn)象,，在結(jié)構(gòu)生物學(xué)中，特別是對(duì)于大型蛋白質(zhì)復(fù)合體,，是一個(gè)現(xiàn)實(shí)問題,，” Robinson說。她及其同事非常樂觀,，認(rèn)為通過應(yīng)用這一新近發(fā)現(xiàn)的功能強(qiáng)大的質(zhì)譜實(shí)驗(yàn)方法,，結(jié)構(gòu)生物學(xué)將從中大大獲益,。
注：夏雨譯自2006年2月號(hào)的《自然-方法學(xué)》，版權(quán)為英國NPG出版集團(tuán)所有,。更多信息請?jiān)L問：http://www.natureasia.com/ch/naturemethods
