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深圳先进院和深圳湾实验室联合开发微流控-质谱联用技术解析蛋白高级结构和动力学

作者:李雯    发布时间:2022-06-10 11:31:57    浏览量:66次

近日,中国科学院深圳先进技术研究院医工所生物医学光学与分子影像研究中心的门涌帆副研究员团队,联合深圳湾实验室细胞所王冠博教授团队,在基于微流控及自上而下质谱在线解析蛋白质高级结构和动力学表征方面取得了突破性进展,相关论文以“Microfluidic Platform for Time-Resolved Characterization of Protein Higher-Order Structures and Dynamics Using Top-Down Mass Spectrometry”为题,发表于分析化学领域高水平学术期刊Analytical ChemistryIF: 6.986)。中科院深圳先进院门涌帆副研究员和深圳湾实验室王冠博教授为该文章的共同通讯作者,中科院深圳先进院李雯助理研究员和南京师范大学柴胡玲潇为该文章的共同一作。


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论文上线截图




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Top-Down and Kinetic MS-Chip (TDK MS-Chip)


 蛋白质高级结构和动力学的表征对于理解蛋白质的生物学功能和揭示潜在机制至关重要。自上而下质谱 (top-down mass spectrometry) 能够从完整蛋白质水平和肽片段水平上分析结构信息。天然状态下的自上而下质谱能够分析蛋白质复合物的结构和亚基类型以及修饰。自上而下的氢/氘交换质谱为构象或结合界面分析提供更高的空间分辨率,并实现构象特异性表征。微流控芯片可以为这些质谱工作流程所需的前端反应提供卓越的性能,例如操纵多个反应物流的灵活性、集成各种功能模块和自动化。然而,大多数微流芯片-质谱联用设备都是为自下而上的方法或自上而下的蛋白质组学设计的。在这里,我们展示了一种微芯片-质谱联用的设计 – Top-Down and Kinetic MS-chip (TDK-MS chip),用于对蛋白质高级结构和动力学进行自上而下质谱的在线分析。它适用于时间分辨率下的天然自上而下质谱和氢/氘交换质谱,其设计旨在实现高效电离完整蛋白质复合物,灵活操纵多种反应物流,以及在纳升/分钟级别的流速范围内精确控制蛋白反应时间,且调控时间范围大。TDK-MS chip的性能通过多个系统进行了验证,例如单克隆抗体、抗体-抗原复合物和共存蛋白质构象异构体等。这种研究策略有利于生物大分子的精细结构分析,并促进使用微芯片-质谱联用的方法学开发。

 

原文链接:https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.analchem.2c00077