王方军研究员团队利用高能紫外激光解离质谱实现蛋白质识别机制解析

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近日，我所生物分子结构表征新方法研究组（1822组）王方军研究员团队与南方科技大学田瑞军教授、李鹏飞副教授等人合作，利用193nm紫外激光解离—质谱装置，实现了免疫共受体CD28磷酸化胞质端与激酶PKCθ的C2结构域识别结合机制解析。
　　与常规毫秒级碰撞诱导质谱解离（CID）相比，5ns单脉冲193nm紫外激光解离（UVPD）可直接激发非变性蛋白质骨架共价键至高能态引发高效解离，激发解离速率提升6个数量级，位点解离效率和碎片离子产率与其局部非共价作用和微观结构密切相关，通过碎片离子和解离产率分析可同时获得蛋白质序列和结构信息。目前，193nm紫外激光解离质谱尚未商品化设备，仅在少数实验室有自主搭建设备。

　　免疫共受体CD28是癌症免疫治疗的重要靶点，其胞质端酪氨酸磷酸化激活引起的下游蛋白识别结合机制尚不清楚。本工作中，研究人员采用光亲和质谱法发现CD28磷酸化胞质端与激酶PKCθ的C2结构域特异性结合；利用193nm紫外激光解离质谱对C2结合前后进行了全序列覆盖位点光解离效率的差异分析，发现了光解离效率显著下降的三个关键结合区域和核心识别位点K49、H63、R68；证明了高能紫外激光解离策略在蛋白质动态识别结构变化分析中的高灵敏度和单位点分辨高精度优势。
　　我所王方军和肖春雷研究员通过交叉学科联合攻关，在大连相干光源搭建了193nm紫外激光解离-高分辨质谱装置，在前期工作中通过高能光子对多肽分子的高效激发解离实现了多磷酸化肽修饰位点精确定位（Chin. Chem. Lett.，2018）和蛋白质组学规模化序列鉴定（Anal. Chim. Acta.，2021）。
　　相关研究结果以“Motif-dependent Immune Co-receptor Interactome Profiling by Photoaffinity Chemical Proteomics”为题，于近日发表于Cell Chemical Biology上。（文/图 刘哲益）
　　文章链接：https://doi.org/10.1016/j.chembiol.2022.01.005


         文章来源：大连化物所
       王方军，博士，中科院大连化物所研究员；2005年6月于浙江大学获学士学位，2011年7月于中国科学院大连化学物理研究所获博士学位，其中2010年1月至2011年3月于加拿大渥太华大学系统生物学研究所联合培养。2011年9月破格获得中国科学院大连化学物理研究所“百人计划”资助。从事基于液相色谱-质谱的生物分子结构和相互作用表征新方法研究，致力于发展整体蛋白质，蛋白质复合物，蛋白质-小分子相互作用分析表征新方法研究；并将其应用于功能性蛋白质及其复合物组成和结构分析，小分子抑制剂-蛋白质靶点相互作用等方面。已在Anal. Chem., Chem. Commun., J. Proteome Res., Proteomics, Sci. Rep., J. Chromatogr. A等国内外学术期刊发表论文95篇，其中第一/通讯作者论文36篇（包括Anal. Chem. 9篇，Chem. Commun. 4篇），SCI 他引1500余次。2014年入选中国科学院青年创新促进会会员，担任中国蛋白质组学专业委员会理事，中国分析测试协会青年学术委员会委员。
        田瑞军，南方科技大学化学系教授（研究员），博士生导师（香港浸会大学-南方科技大学联合博士培养项目），加拿大渥太华大学医学院兼职教授，中国蛋白质组组织CNHUPO常务理事。2008年在中国科学院大连化学物理研究所获得分析化学博士学位，师从邹汉法研究员，并获得中国科学院院长优秀奖和中国科学院优秀毕业生奖励。同年加入加拿大渥太华系统生物学研究所进行博士后研究，师从Daniel Figeys教授。2010年加入加拿大多伦多大学和西奈山医院继续博士后研究，师从Tony Pawson院士，并获得加拿大国立卫生研究院（CIHR）博士后基金资助。2014年起受聘南方科技大学化学系副教授（研究员）。致力于蛋白质组学的方法学和应用研究，在细胞信号转导、肿瘤微环境和干细胞定向分化等生物医学方向开展了卓有成效的应用研究。已在国际主流学术期刊上发表论文近40篇，其中以责任作者在PNAS、Mol. Cell. Proteomics、Anal. Chem.、Angew Chem.等上发表文章近20篇，SCI他1000余次，H-index为20。曾荣获深圳市海外高层次人才“孔雀计划” B类人才（2014）、由国际蛋白质结构分析和蛋白质组学协会（IAPSAP）颁发的2012 Young Investigator Award，并在第八届世界蛋白质组学大会（HUPO）等做邀请或口头报告40余次。曾担任第二届中国蛋白质组组织（CNHUPO）第二届青年学者研讨会执行主席。目前担任Scientific Reports (Nature Publishing Group)、Frontiers inEndocrinology和Austin Proteomics三种国际期刊的编委会委员职务。