近日,我组与浙江大学潘远江教授团队合作,在蛋白质与小分子复合物形成和干预机制分析方法的应用研究方面取得新进展,通过蛋白质非变性质谱法(nMS)、赖氨酸反应性分析质谱法(LRP-MS)等结构质谱策略,实现对蛋白质-污染物小分子识别位点区域的探测,系统阐释了污染物小分子对蛋白质结合与逆转的动态相互作用分子细节,进一步筛选出复杂血清样品中与污染物小分子有作用的血清蛋白及作用分子机制。
全氟辛酸(PFOA)是一种持久性环境污染物,与血清蛋白(尤其是血清白蛋白(SA))具有强相互作用,会不断在血液中积聚,对人体危害极大。然而,PFOA与血清蛋白之间动态相互作用的分子机制尚不清楚,限制了潜在治疗策略的发展。
蛋白质与小分子的相互作用是其生物学功能执行和调控的重要环节,目前对于溶液状态蛋白-小分子识别与结构动态变化的表征方法仍有待拓展。王方军等人发现蛋白质中赖氨酸的原位标记反应性与其微环境局部结构密切相关,可以作为蛋白质内源性反应探针探测蛋白质结构情况(Anal. Chem.,2016);进一步实现了对蛋白-蛋白、激酶-抑制剂、膜受体-配体相互作用分子机制的精准分析表征(Chem. Commun.,2019;Anal. Chem.,2019;Trends Anal. Chem.,2019;Chem. Sci.,2020)。
为了进一步拓展赖氨酸反应性分析质谱法在环境与健康等领域中的应用,本团队系统研究了血清白蛋白(SA),全氟辛酸(PFOA)和β-环糊精(β-CD)之间的动态相互作用情况;发现SA位点1,位点2口袋及裂隙附近是PFOA主要的作用区域;PFOA在SA结构域中的结合偏好为IIA, IIIA > IIIB > I > IIB;β-CD能够部分逆转PFOA-BSA结合,逆转效率为26%;在含有PFOA(0.6 μM浓度)的血清样品中,SA,载脂蛋白AI,补体蛋白C3是主要的作用蛋白,主要与生理过程中的脂质相关,有助于PFOA在体内的分子机制的研究。
该研究结果近日发表于环境化学主流期刊Chemosphere。上述研究工作得到国家自然科学基金、大连市科学和技术创新基金、我所创新基金等项目的资助。(文/图 张文祥、刘哲益)