王方军研究员团队发展蛋白质疏水功能热点原位三氟甲基化标记和质谱探测新方法

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近日，我所生物技术研究部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董哲副教授团队合作，发展了一种蛋白质疏水功能热点原位三氟甲基化标记和质谱探测的新方法，为蛋白质疏水作用位点发现和功能研究提供了新手段。
        蛋白质在折叠过程中会形成具有亲水表面和疏水内核的有序结构，其中蛋白质功能性疏水位点（口袋）在小分子识别、药物结合、配体与受体相互作用、酶催化等过程中起到关键作用。高效探测蛋白质疏水热点对于蛋白质功能机制研究和药物发现等具有重要意义。

        在本工作中，研究团队发现当三氟甲基亚磺酸钠标记试剂（NaSO2CF3）和蛋白质在水溶液中预混合时，疏水性三氟甲基基团将诱导标记试剂在蛋白质疏水位点内预富集，并与芳香氨基酸侧链形成阳离子-π（cation-π）相互作用；进一步在365nm紫外光的激发下可以实现蛋白质疏水位点内的芳香氨基酸残基的选择性三氟甲基化标记。研究团队对肌红蛋白（holo-Mb）、人血清白蛋白（HSA）和卤代烃脱卤酶（HLDs）等模式蛋白进行了原位三氟甲基化标记和质谱分析，均能成功探测到蛋白质-小分子、蛋白质-药物疏水作用位点和催化功能中心。该方法无需引入催化剂和有机溶剂，具有高生物兼容性，结合质谱无差别和高灵敏度分析可实现蛋白质功能疏水位点的高效探测，为蛋白质功能分子机制研究和药物发现等领域提供了创新方法。
        王方军团队致力于极紫外激光解离质谱新仪器研制和原位化学标记-结构质谱新方法研究，在蛋白-蛋白、蛋白-药物、蛋白-纳米材料等非共价作用位点表征方面取得了系列进展（Nat Protoc.，2023；J. Am. Chem. Soc.，2023；J. Am. Chem. Soc.，2023；Cell Chem. Biol.，2022；CCS Chem.，2022； Anal. Chem.，2022；Chem. Sci.，2021）。
         上述工作以“Probing the functional hotspots inside protein hydrophobic pockets by in situ photochemical trifluoromethylation and mass spectrometry”为题，于近日发表在《化学科学》（Chemical Science）上。该工作的第一作者是我所1822组博士研究生赖灿，该工作得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金和我所创新基金等项目的资助。（文/图 赖灿）
         文章链接：https://doi.org/10.1039/D3SC05106D
         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。