質(zhì)譜技術(shù)已經(jīng)成為了蛋白質(zhì)組學(xué)研究的主力。這種技術(shù)方法能的檢測多肽，從而幫助研究人員識別并測序多肽分子，分析它們的特征，了解它們?nèi)绾芜M行化學(xué)修飾的。
但大多數(shù)蛋白質(zhì)并不是單獨行動的，一些關(guān)鍵的生物學(xué)過程，如DNA 復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、翻譯、細胞分裂和能量生成都依賴于大型蛋白復(fù)合物的行為，這些蛋白復(fù)合物常常涉及幾十個亞基，十分復(fù)雜，傳統(tǒng)的質(zhì)譜方法難以進行研究。為此研究人員不斷改進質(zhì)譜技術(shù)，希望能通過技術(shù)改進來解決這個問題：
前篇：質(zhì)譜研究蛋白質(zhì)相互作用（一）
繪制蛋白-蛋白相互作用界面圖譜
蛋白復(fù)合物表面拓撲結(jié)構(gòu)
研究員：加利福尼亞大學(xué)洛杉磯分校化學(xué)與生物化學(xué)系教授 Joseph Loo博士
研究項目：研究蛋白質(zhì)-配體相互作用，以及蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)相互作用
解決方案：
Loo博士對復(fù)合物識別并不感興趣，他感興趣的是蛋白亞基是如何組裝的，其中zui令他著迷的是，蛋白復(fù)合物表面會出現(xiàn)哪些氨基酸殘基，哪些又處于復(fù)合物中心位置，或者與配體相互作用呢。
這是一個結(jié)構(gòu)生物學(xué)問題，他解釋說，“它們是如何折疊，能令這些氨基酸殘基都向外的呢？”
為了了解這個過程，Loo將兩種技術(shù)結(jié)合在一起：高分辨率傅里葉變換離子回旋共振質(zhì)譜技術(shù) (FTICR) 與電子捕獲裂解技術(shù) (ECD) ，從而組成一種質(zhì)譜片段化的方法，令質(zhì)譜儀中鐵離子與自由電子相互作用，從而導(dǎo)致蛋白沿著其多肽主干分裂。然后通過高精度檢測這些片段，研究人員就能發(fā)現(xiàn)蛋白的氨基酸序列了
但在Loo的研究總，這些碎片并不是沿著蛋白長度均勻一致的。蛋白通常在質(zhì)譜分析方法中都會發(fā)生變性，但Loo研究的蛋白復(fù)合物卻是完整的，這個過程稱為天然質(zhì)譜分析（native mass spectrometry)，因此碎片是在復(fù)合物表面出現(xiàn)，就像是煮熟的雞蛋殼中出現(xiàn)裂縫一樣。
Loo說，“會得到的序列信息有限，但這些序列信息來自于其特殊的三維結(jié)構(gòu)區(qū)域。”（Anal Chem, 86:317-20, 2014）
而且這些數(shù)據(jù)也能顯示蛋白-小分子之間的相互作用，Loo解釋說，當(dāng)?shù)鞍装l(fā)生裂解的時候，配體往往會依附在多肽碎片上。近期其研究組發(fā)表的一篇論文就繪制了真核生物乙醇脫氫酶（一種質(zhì)量為147kDa的四聚體復(fù)合物）的鋅結(jié)合位點 (J Am Soc Mass Spectrom, 25:2060-8, 2014)。
同時Loo也指出，這種技術(shù)“還尚未達到其黃金時刻”，他的研究組正在收集蛋白已知結(jié)構(gòu)ECD數(shù)據(jù)，用以確保他們解析了真正的蛋白拓撲結(jié)構(gòu)。他們也在嘗試將研究復(fù)合物的大小延伸的更大，目前是限制在800kDa。
如何實現(xiàn)：
FTICR質(zhì)譜儀能提供高度和高分辨率，當(dāng)然也不便宜。Loo說能直接用到這種儀器的研究人員并不多，但是他們可以嘗試申請國家實驗室。美國佛羅里達州立大學(xué)國家高磁場實驗室和太平洋西北國家實驗室環(huán)境分子科學(xué)實驗室都對有價值項目開放。
