PELSA-Decipher：破解配体-蛋白质互作数据的关键工具及其在药物靶点发现中的应用

推荐：为解决PELSA技术数据解析难题，中科院大连化物所团队开发了开源软件PELSA-Decipher，实现配体结合蛋白、位点及亲和力的高效挖掘与可视化，推动药物靶标鉴定和代谢调控研究的标准化进程。

　　

在生命科学和药物研发领域，准确解析蛋白质与配体（包括药物、代谢物、金属离子等）的相互作用机制是揭示药物作用原理和细胞调控网络的关键。然而，传统研究方法常需对配体进行化学修饰，可能改变其天然结合特性。近年来兴起的肽中心局部稳定性分析（Peptide-centric Local Stability Assay, PELSA）技术虽能无标记、高通量地鉴定配体结合靶点，但其产生的大规模质谱数据却面临处理效率低、信息提取困难等技术瓶颈，严重制约了该技术的推广应用。

针对这一挑战，中国科学院大连化学物理研究所（State Key Laboratory of Medical Proteomics, Dalian Institute of Chemical Physics, Chinese Academy of Sciences）的Haiyang Zhu、Mingliang Ye等研究人员开发了专用软件工具PELSA-Decipher。该成果发表于《Journal of Proteome Research》，通过智能化数据处理流程实现了PELSA实验数据的自动化解析，为药物靶点发现和蛋白质功能研究提供了重要技术支撑。

研究团队采用模块化设计思路，整合了原始质谱数据预处理、差异肽段筛选、结合位点定位、亲和力计算等核心功能。软件特别优化了对氢-氘交换质谱（HDX-MS）数据的解析算法，可精准识别配体结合引起的蛋白质局部构象变化。通过可视化界面，用户能直观获取结合蛋白列表、结合区域热图以及半定量结合强度等关键参数。

研究结果显示，PELSA-Decipher成功实现了三大突破：1）处理速度较传统方法提升20倍，单次实验可分析超过5000个肽段数据；2）首次在软件中整合了基于机器学习算法的假阳性过滤系统，显著提高了结合位点预测的特异性；3）创新的交互式报告生成系统，支持发表级图表的一键输出。测试数据表明，该软件对抗体-抗原表位、小分子药物-靶蛋白等不同类型复合物的识别准确率达92%以上。

这项研究的创新性在于将实验技术与生物信息学工具深度融合：PELSA技术通过监测配体结合导致的蛋白质局部稳定性变化（反映为蛋白酶解速率差异），而PELSA-Decipher则通过建立数学模型量化这种变化与结合亲和力的关系。软件特别适用于研究弱瞬时相互作用（如代谢物-酶复合物）和多位点结合（如金属离子与蛋白质的协同结合），这些正是传统晶体学和冷冻电镜难以捕捉的相互作用类型。

该工具的发布标志着蛋白质-配体相互作用研究进入智能化分析阶段。其开源特性（GitHub平台免费获取）不仅有利于方法标准化，更为个性化功能拓展提供了基础框架。未来通过整合更多结构生物学数据和深度学习算法，有望进一步推动精准药物设计和蛋白质功能预测领域的发展。