精准捕捉“钥匙”和配套的“锁”
科技日报讯 （记者张蕴）记者1月27日从中国科学院大连化学物理研究所获悉，该所研究员叶明亮团队和中国科学院上海药物研究所研究员罗成团队合作，利用蛋白质在结合配体后局部稳定性的变化，开发了一种在复杂体系中可以同时鉴定配体结合蛋白和结合位点的蛋白质组学分析新方法——PELSA方法。该方法无需对配体进行化学修饰，适用于包括药物、代谢物、污染物等不同结构配体的靶蛋白质鉴定，将为药学、基础生物学、环境毒理学等领域提供新的研究工具。相关成果日前发表在《自然·方法》上。
叶明亮介绍，生物体仿佛拥有一套精密的“钥匙”与“锁”的系统，其中的“钥匙”便是各式各样的配体分子，而“锁”则是蛋白质上那些特定的结合位点。充分了解和“捕捉”生物分子的“配对”蛋白质及“配对”位点，对认识复杂生命体系、解析疾病机制、推动药物研发等具有重要意义。然而，生物体内约有两万多个基因，通过可变剪切、翻译后修饰等又可以组成更为复杂的蛋白质，一一排查如同大海捞针。传统鉴定方法缺乏普适性，很难鉴定相互作用较弱的靶蛋白。
而此次，研究人员开发的PELSA方法能在复杂的蛋白质混合体系中高灵敏度地锁定发生能量变化的蛋白及其区域，并能够测出配体与蛋白的局部结合亲和力。PELSA方法具有较高的鉴定灵敏度，与目前广泛使用但缺乏结合位点信息的热蛋白质组技术（TPP）相比，该方法的靶蛋白鉴定灵敏度提高了2.4倍。研究人员将PELSA方法用于药物、金属离子、抗体等多种配体的结合蛋白鉴定，发现其均展现出高灵敏的靶蛋白鉴定性能和精准的结合区域定位能力，证明了PELSA方法可以作为一个通用的分析方法。此外，团队还将PELSA方法应用于叶酸、亮氨酸、富马酸及琥珀酸等代谢物的作用蛋白鉴定，展示了该方法的广谱适用性。
PELSA方法能够直接在复杂体系中高灵敏度地识别配体结合蛋白，高分辨率地精确定位结合位点，在代谢物、药物及污染物的识别及作用机制解析等领域具有广阔的应用前景。
据了解，未来，研究团队希望与国内外公司、高校、医院等展开深入合作，推动PELSA方法的应用，使其成为医药、环境等领域研究的利器。
