新技術實現活細胞內線粒體蛋白質的原位構象和相互作用解析
蛋白質是生物功能的執(zhí)行者，其動態(tài)組裝介導的高維度信號傳導貫穿于不同細胞器，并調控著諸多生命過程。對細胞器中蛋白質原位構象和相互作用的時空動態(tài)變化精準解析，對于理解生命過程、揭示疾病機制、篩選生物標志物以及尋找藥物靶標具有重要意義。近日，中國科學院大連化學物理研究所張麗華研究員團隊，在基于交聯劑載體靶向遞送的活細胞內線粒體蛋白質原位構象和相互作用解析方面取得新進展。相關成果發(fā)表在《自然一通訊》。
本工作中，團隊以雙十八烷基二甲基溴化銨為靶向基團、以聚乳酸—乙醇酸為載體基質、以聚甲醛35氫化蓖麻油為保護劑，通過乳化溶劑蒸發(fā)法，制備了高包埋交聯劑雙琥珀酰亞胺辛二酸酯的納米顆粒。隨后，在靶向基團識別和保護劑的共同作用下，納米顆粒將交聯劑靶向遞送至HepG 2細胞線粒中，交聯劑被釋放后對線粒體中的蛋白質復合物進行原位交聯。最后，團隊利用液質聯用鑒定交聯肽段，對線粒體中蛋白質復合物原位構象和相互作用位點進行精準解析。該技術不僅實現了活細胞內空間分辨的蛋白質復合物的低擾動原位交聯，而且與已發(fā)表的先分離細胞器再交聯以及全細胞原位交聯方法相比，可以鑒定到更多的細胞器靶向的蛋白質復合物。
利用該技術鑒定到的線粒體呼吸鏈蛋白質復合物信息，不僅與蛋白質晶體學結構或AlphaFold預測的結構高度匹配，而且還提供了74對未報道的蛋白質—蛋白質相互作用信息，這些未報道的相互作用主要與氧化磷酸化的主要場所——線粒體嵴形成有關，這為深入研究線粒體的能量轉換提供了技術支撐。
“這一技術將納米載體首次拓展到蛋白質復合物分析領域，為在活體水平開展靶向細胞器的蛋白質原位構象和相互作用解析提供了新思路。”張麗華介紹道。
相關論文信息：https://doi.org/10.1038/s41467-023-39485-3
