综述：体内交联质谱技术：解码活细胞中蛋白质构象动态与复杂调控网络的新进展与挑战

本综述系统探讨了体内化学交联质谱（XL-MS）技术在蛋白质构象动态和互作网络研究中的最新进展。文章重点介绍了新型交联剂设计、活体应用策略及多技术融合（如冷冻电镜、分子动力学模拟和人工智能建模）如何推动XL-MS在系统生物学研究中的深度应用，同时分析了当前技术瓶颈与未来发展方向。

　　

解码蛋白质-蛋白质相互作用网络 via XL-MS：从二元互作到复杂调控景观

系统绘制蛋白质-蛋白质相互作用（PPI）网络是理解细胞功能分子基础的核心。XL-MS技术已从初期的体外二元互作分析发展到系统水平解析动态互作组。通过双功能交联剂，XL-MS能够定义纯化蛋白质复合物的结合界面和空间排列，为复杂调控网络研究提供基础。

通过多功能交联剂增强蛋白质-蛋白质相互作用检测

活体XL-MS的研究重点已从捕获天然蛋白质互作转向实现高覆盖度分析，为蛋白质构象分析和功能网络重建提供坚实数据基础。这一进展依赖于交联剂的持续多样化（如表1所示）、检测灵敏度的提升以及数据分析方法的优化。针对交联肽段低丰度的特点，多种可富集交联剂被开发出来，显著提高了检测效率。

整合XL-MS与多模态方法捕获蛋白质结构状态并推断动态信息

虽然XL-MS无法直接解析构象动态，但其擅长在近生理条件下捕获结构状态，并为结构和动态分析提供空间约束的“结构快照”。为了超越静态观察并推断动态过程，XL-MS需与互补技术（如冷冻电镜、分子动力学模拟和人工智能建模）结合。XL-MS与冷冻电镜具有显著协同效应，因为XL-MS可为冷冻电镜重建提供亚纳米级距离约束，辅助复杂体系的建模和验证。

利用定量XL-MS表征活细胞中蛋白质复合物的动态

将定量策略整合到XL-MS（qXL-MS）中，极大增强了解析活细胞内蛋白质构象和互作网络动态变化的能力。通过将空间距离约束与交联肽段的定量分析相结合，qXL-MS能够系统性地绘制不同生理和病理状态下蛋白质复合物的结构和互作动态（图2）。当前的qXL-MS方法主要包括稳定同位素标记（如SILAC、TMT）和无标记定量策略，广泛应用于研究细胞应激、药物干预和疾病相关突变下的构象重编程。

结论

作为结构生物学与细胞生物学之间的重要桥梁，活体XL-MS能够在近生理条件下系统性地进行全蛋白质组水平的动态蛋白质复合物组装分析。通过提供蛋白质构象动态的空间约束和直接绘制PPI网络，XL-MS揭示了多种细胞过程背后的调控机制。与互补结构技术和人工智能驱动建模的整合，进一步增强了动态组装途径的分辨率，为生命科学和医学研究提供了强大工具。