综述：光交联剂增强交联质谱的结构信息

这篇综述系统阐述了光激活交联剂（如含二氮杂环丙烷的sulfo-SDA）在交联质谱（XL-MS）技术中的突破性应用，通过其纳秒级反应窗口（对比传统NHS-酯类交联剂如BS3的分钟级活性）显著提升动态蛋白复合物结构解析的精准度，为研究核糖体、IDPs（内在无序蛋白）等复杂体系提供"高对比度"空间约束数据。

　　

光交联化学的革命性优势

传统交联质谱（XL-MS）依赖双功能N-羟基琥珀酰亚胺酯（NHS-ester）交联剂如BS³或DSSO，其长达数十分钟的反应半衰期导致大量非特异性交联，干扰数据解读。而含二氮杂环丙烷（diazirine）的光交联剂（如sulfo-SDA）在365 nm紫外光激活后仅维持纳秒级活性，选择性捕获稳定蛋白界面，将"噪音"降低10倍。这种"高对比度"特性使其特别适用于动态复合物研究——例如核糖体样本中，sulfo-SDA仅捕获真实相互作用（Cα-Cα距离<25 ?），而BS³产生大量超长距离随机交联。

化学机制与技术创新

光交联剂由反应基团（如NHS-酯+二氮杂环丙烷）和间隔区构成。二氮杂环丙烷优先与酸性氨基酸形成酯键，但该键在高效碰撞解离（HCD）中易断裂。研究者通过阶梯式HCD（NCE 20→25）或设计可断裂交联剂（如含尿素键的DizSEC）解决该问题。值得注意的是，异双功能交联剂sulfo-SDA先通过NHS-酯锚定赖氨酸，再通过紫外激活捕获邻近残基，这种两步策略大幅提升交联效率。

结构生物学应用新范式

在冷冻电镜（cryo-EM）辅助下，光交联数据能精确定位低分辨率区域：例如酵母切割多腺苷酸化复合体中，交联簇验证了聚合酶模块的未知结构域。AlphaLink 2算法整合交联距离约束后，成功预测rpoA-rpoC复合体界面（ipTM=0.763），而单纯AlphaFold模型完全失效（ipTM=0.243）。对于占人类蛋白质组1/3的内在无序蛋白（IDPs），光交联首次实现CCR4-NOT等复合体中无序区的结合位点图谱绘制。

动态研究的定量突破

定量交联质谱（qCLMS）揭示构象变化时，传统交联剂会平均化稀有状态信号。而光交联技术捕捉到磷酸化诱导的蛋白构象偏移——在封闭/开放构象平衡体系中，仅sulfo-SDA能反映修饰诱导的构象偏好。结合TMT标记或DIA技术，该策略为动态过程研究开辟新途径。

原位研究的未来挑战

尽管全细胞光交联仍受限于信号稀释（目前仅检测到高丰度相互作用如E. coli蛋白组），但预交联后富集策略展现出潜力。例如先用sulfo-SDA固定瞬态相互作用，再通过亲和纯化捕获特定复合体，该方法已成功应用于mRNP颗粒研究。新型可富集光交联剂（如含炔烃手柄的衍生物）的研发，将推动该技术走向更复杂的生理环境研究。

光交联质谱正重塑结构生物学研究范式，其时空精度与动态兼容性，使其成为连接静态高分辨率结构与活细胞复杂互作网络的关键桥梁。随着交联化学、质谱灵敏度和计算模型的协同发展，该技术有望揭示更多生命过程的分子密码。