Mirror cutting-assisted orthogonal digestion enabling large-scale and accurate protein complex characterization

Abstract

蛋白质主要以复合物的形式参与各项生命活动。化学交联质谱(CXMS)技术作为近年来新兴的蛋白质复合物解析技术,不仅可实现蛋白质复合物规模化解析,而且普遍适用于任意相对分子质量和纯度的蛋白质复合物样品,因此已成为X-射线晶体衍射技术、冷冻电镜技术等蛋白质复合物解析经典技术的重要补充。目前,CXMS主要采用胰蛋白酶将交联后的蛋白质复合物进行酶切,并进行质谱鉴定。然而鉴定到的交联肽段谱图中b/y特征碎片离子的鉴定数目不足,且因肽段序列匹配连续性较差导致谱图可信度相对较低,影响了蛋白质复合物交联位点的鉴定精准度。该文基于镜像酶正交切割的互补特性,采用胰蛋白酶镜像酶与胰蛋白酶联合酶切的方法,对交联后的蛋白质复合物分别进行酶切,再利用液相色谱-质谱联用技术对酶解产生的交联肽段进行鉴定,进而实现蛋白质复合物的组成、相互作用和结构位点距离约束的解析。对牛血清白蛋白和大肠杆菌全蛋白的交联肽段的分析结果表明,该方法通过增加交联肽段谱图中特征碎裂离子的数目和连续性,鉴定到的大肠杆菌全蛋白的交联位点,较单一胰蛋白酶酶切,提高了16%。因此,镜像酶正交酶切策略能有效提高交联肽段的鉴定准确度和覆盖度,有望为实现规模化的蛋白质复合物精准解析提供新思路。