侯壮豪  (特任副研究员)

标题： 皮升级细胞裂解液中肽-金属相互作用的天然质谱法研究
(Native Mass Spectrometry for Peptide-Metal Interaction in Picoliter Cell Lysate)

作者： Zhuanghao Hou（侯壮豪）, Moujun Luan, Liujuan Zhan, Xinchen Wang, Siming Yuan, Kaiming Cao, Yaping Sheng, Hao Yin, Yangzhong Liu 和 Guangming Huang*（通讯作者）等。

摘要：
原生质谱法在保持蛋白质及其复合物天然三维结构方面具有显著优势，但细胞裂解液等高盐、高杂质环境易引发严重离子抑制效应，且传统样品纯化步骤繁琐耗时。本研究开发了一种基于微吸管内壁的快速集成协议：利用内径约5 μm的微吸管对皮升级（~15 pL）样品进行瞬时吸附与洗脱电离。该流程全程仅需约43秒，可在亚飞摩尔水平下直接从含高浓度非挥发性盐的细胞裂解液中实现肽-金属相互作用的快速纯化、解吸与质谱检测，有效突破了传统原生质谱分析中的基质抑制瓶颈，为生理条件下蛋白质相互作用的原位研究提供了高效、稳健的新策略。

研究内容和结果：
该研究利用微吸管内壁的物理吸附效应，将目标蛋白从皮升级体积的细胞裂解液或多种生理缓冲液中瞬时富集（~30 s），随后用500 mM乙酸铵溶液快速脱附并导入原生质谱仪电离检测（~10 s）。结果表明，该方法具有极高的稳健性与重现性（CV < 3%），成功在复杂基质中实现亚飞摩尔级高灵敏度检测；不仅能在不同缓冲体系中精准调控蛋白带电态分布以维持天然构象，更首次直接在E. coli裂解液中原位捕获并解析了钙调蛋白-钙离子复合物、MLCK肽段结合物及Npu DnaE内含子二聚体等特异性肽-金属相互作用，而传统纳电喷雾质谱在同等条件下均因盐抑制完全失效。该工作证实了微吸管辅助快速处理策略在复杂生理环境中保留并分析弱相互作用复合物的优越性与广阔应用前景。

• 年份：2022年

• DOI链接：https://doi.org/10.1021/acs.analchem.2c02390

• 期刊：Analytical Chemistry（《分析化学》）