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)譜實驗應(yīng)用時需要一定的苛刻條件,，在這樣的情形下保持復(fù)合體四級結(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,，他們運用離子飄移的波譜測量技術(shù),，確定了一個碰撞交叉值。所謂碰撞交叉值,，就是測定一個離子在弱電場中通過一個含有中性氣體分子的小室時需要的時間長短,，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),、每個亞單元的大小以及亞單元之間的非共價健等幾個因素，應(yīng)用分子動力學(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)時使用,，并與通過離子飄移的波譜測量技術(shù)實驗獲得的數(shù)值相比較。研究者運用環(huán)形的,、具有11-亞單元位點的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)實驗獲得的碰撞交叉值與溶液自然狀態(tài)下TRAP結(jié)構(gòu)的計算值相類似,。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、液相對比時結(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)我們開始運用質(zhì)譜法研究這些復(fù)合體時,，很多人認(rèn)為復(fù)合體氣相狀態(tài)下的整體結(jié)構(gòu)會與液相狀態(tài)下的整體結(jié)構(gòu)會完全不同,。而我們發(fā)現(xiàn)，碰撞交叉值與自然狀態(tài)下的計算值非常相近,，這一事實表明復(fù)合體從液相轉(zhuǎn)變?yōu)闅庀鄷r不會發(fā)生大的結(jié)構(gòu)變化,。”
研究者運用這一技術(shù)，可進(jìn)行變化條件下的四級結(jié)構(gòu)的研究,，以及研究其它方法不適用的瞬時或可逆關(guān)聯(lián)現(xiàn)象,。Robinson解釋說，選擇TRAP來驗證這一新技術(shù)的有效性,，其中的一個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四級寡聚態(tài)進(jìn)行逐個檢測。“異質(zhì)現(xiàn)象,，在結(jié)構(gòu)生物學(xué)中,，特別是對于大型蛋白質(zhì)復(fù)合體，是一個現(xiàn)實問題,，” 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)譜實驗方法,，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,。更多信息請訪問：http://www.natureasia.com/ch/naturemethods
