Nature值得关注的技术：完整蛋白复合物质谱分析

Nature Methods杂志将2012年度技术授予了定向蛋白质组学，除了定向蛋白质组学之外，Nature也特别推荐了关于完整蛋白复合物质谱分析技术，指出这种技术能帮助科学家们检测和分析大型的天然蛋白复合物，这对于解析复合物功能和作用原理至关重要。

　　

生物通报道：《Nature Methods》杂志将2012年度技术授予了定向蛋白质组学（targeted proteomics）。同时，杂志还介绍了2013年值得关注的技术，包括纳米孔测序仪（Disruptive nanopores）、微生物组功能研究（Probing microbiome function）、近红外荧光探针（Near-infrared probes）、干细胞体外微环境（In vitro niches）等等。

除了定向蛋白质组学之外，Nature也特别推荐了关于完整蛋白复合物质谱分析技术，指出这种技术能帮助科学家们检测和分析大型的天然蛋白复合物，这对于解析复合物功能和作用原理至关重要。

一般而言，蛋白质质谱分析主要利用的是一种“鸟枪”策略，即研究人员进行蛋白分析的样品首先需要被分解成肽段，然后进行识别，定量和描述特征，这种方法更便于目前的仪器分析，而天然完整的蛋白复合物则难以进行分析。虽然这种鸟枪方法已经在不少高通量蛋白质组学研究中获得了成功，但是这个过程中会丧失许多生物学信息。

蛋白具有多种翻译后修饰模式，这对于它们的功能作用具有重要的影响，但是当这些蛋白被分解成肽段的时候，这种模式就会变得难以解释，而且蛋白很少单独行动，都是通过与其他蛋白，或者其他细胞内分析相互作用而发挥功能的。这些信息在经典鸟枪方法中叶会被遗失。

如果利用独特的质谱技术，就能检测和分析完整蛋白和蛋白复合物，得到具有更多价值的功能信息。首先将蛋白轻缓的转变成气相，保留其完整三维结构，然后在合适的条件下，通过质谱分析，解析大型，非共价连接的可溶性蛋白和膜蛋白。

然而直至今日，完整蛋白复合物的质谱分析仍然需要一些高度职业化的仪器，因此在许多实验室中难以开展研究。不过近期也取得了一些新成果，比如去年来自荷兰乌德勒支大学的研究人员就研发了一种提高质谱仪分辨率和可用性的改进方法，利用该方法可以获得完整蛋白复合物的重要结构信息。

研究人员通过改装轨道阱质谱仪这种被广泛用于高通量蛋白谱的常用仪器，成功地实现了对最高分子量可达一百万摩尔质量的完整蛋白复合物的检测。经过他们改装的质谱仪具有足够高的分辨率，可识别出个体ATP或ADP分子与细菌的伴侣蛋白复合物GroEL的结合——目前的无损质谱技术还无法做到这一点。该方法同样能够应用于蛋白复合物转录后修饰的灵敏度检测。

（生物通：张迪）

原文首段：

Mass spectrometry of intact protein complexes
Our Method of the Year 2012 features mass spectrometry as applied to one area, targeted proteome analysis, but this versatile molecular 'weighing' technology is well suited to address a variety of scientific questions across disciplines. One interesting area to watch is the application of mass spectrometry to detect and characterize proteins and protein complexes in their intact state.