我组自主构建EUPD平台实现脂质酰基链修饰的高选择性结构解析

作者:时间:2026-01-13点击数:

近日,我组基于自主构建的极紫外光诱导解离质谱(EUPD)平台,系统研究了脂质酰基链修饰在极紫外光激发条件下的选择性解离行为,揭示了不同链修饰类型在高能光子激发诱导下的特征碎裂机制,为复杂脂质结构的精细解析提供了全新的技术手段。

脂质酰基链的结构修饰(如甲基支链、环丙烷结构、多不饱和及氧化修饰)在调控膜性质及生物功能中发挥着关键作用。然而,受限于传统质谱方法主要依赖振动激发主导的碎裂机制,针对链修饰位点的诊断性碎片难以获得,严重制约了脂质结构-功能关系的深入解析。本工作中,研究团队将75-150 nm可调谐波长的极紫外自由电子激光(EUV-FEL)引入质谱解离阱,构建了基于光激发诱导解离路径的EUPD技术,实现了脂质分子的超快光激发与可控光解离。

研究发现,通过精确调控EUV光子能量,EUPD可选择性诱导不同解离阈值的化学键断裂,从而实现对碎裂模式的光化学调控。不同波长区间对应产生具有高度结构特异性的诊断碎片:95-100 nm有利于甲基支链的识别,100-150 nm均可有效表征环丙烷结构,90-100 nm条件下多不饱和度脂质能够产生丰富的共轭相关碎片,而氧化修饰则主要在140-150 nm波段表现出特征性解离行为。

该研究表明,EUPD技术依托高能EUV光子的直接光激发作用,发生快速、局部光解离过程,突破了传统振动激发碎裂的局限性,显著提升了脂质链修饰结构解析的选择性与信息深度。本工作不仅为复杂脂质修饰的鉴定提供了新的质谱策略,也为系统阐明脂质结构-功能关系奠定了重要的技术基础。

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近年来,王方军团队致力于极紫外激光解离质谱新仪器、新方法的自主研发及其在生物大分子结构功能研究中的前沿应用,尤其在蛋白质结构动力学、蛋白质相互作用、药物作用机制、蛋白质-纳米材料界面表征等领域取得了系列进展J. Am. Chem. Soc.2025;J. Am. Chem. Soc.2025;J. Am. Chem. Soc.2024Chem. Sci.2024Nat Protoc.2023J. Am. Chem. Soc.2023)。

相关研究成果以“Extreme Ultraviolet Photodissociation Decodes the Chain Modifications of Lipids”为题,于近日发表在《分析化学》(Analytical Chemistry)上。该工作的第一作者是我组博士研究生马垚璐。该工作得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金、我所创新基金等项目的资助。

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