近日，北京生命科学研究所/清华大学生物医学交叉研究院董梦秋实验室联合北京大学雷晓光实验室和唐淳实验室合作研发出一种用于化学交联质谱技术的新型化学交联剂DOPA，为交联质谱技术开辟了全新的应用领域。研究成果以“Characterization of protein unfolding by fast cross-linking mass spectrometry using di-ortho-phthalaldehyde cross-linkers”为题，发表于《自然-通讯》杂志。
化学交联结合质谱技术 (chemical cross-linking coupled with mass spectrometry, CXMS) 是一种用于检测蛋白质结构和蛋白质相互作用的质谱技术。其基本原理是：利用化学交联剂将蛋白质或蛋白质复合体中空间距离足够接近的两个氨基酸通过共价键连接起来，酶切成肽段后用质谱鉴定出交联位点，从而获取低分辨度结构信息，帮助推断蛋白质在三维空间的折叠状态以及蛋白-蛋白相互作用的大致区域。
与X 射线晶体衍射技术、核磁共振技术和冷冻电镜技术等研究蛋白质结构与相互作用的传统技术相比，CXMS对于蛋白质的纯度、绝对量等要求较低，可捕获蛋白质在溶液中的动态，并且具有简单、快速等优点，在近年发展迅速，已经成为辅助解析蛋白复合体三维结构和检测蛋白-蛋白相互作用的有力工具。
交联剂的研发是推动CXMS技术发展的关键之一。CXMS技术中应用最为广泛的交联反应是基于赖氨酸侧链氨基的反应。但是目前商业化的赖氨酸交联剂存在易水解而失效的缺陷。随着CXMS技术应用领域的扩大，解决这一问题成为CXMS技术实现突破的重要助力。
此次开发的DOPA交联剂是基于邻苯二甲醛 (ortho-phthalaldehyde) 结构的赖氨酸选择性交联剂，可以有效地连接蛋白质表面两个赖氨酸残基，其形成交联的速度比常用的NHS酯类交联剂DSS快60-120倍，可实现10秒反应、5秒终止，并且耐受低温、低pH值、高浓度变性剂等条件，同时还避免了DSS易水解而失效。
此外，文章还用DOPA交联剂为交联质谱技术开辟的新应用场景，如解析了牛血清白蛋白(BSA)的变性过程。追踪牛胰腺核糖核酸酶A(RNaseA)在8M尿素中的连续变性过程并获取RNaseA去折叠中间体的构象集合等，证明了基于快速交联剂的交联质谱技术是检测蛋白质构象变化的灵敏工具，为今后的技术发展开辟了新的方向。
原标题：化学交联质谱技术新进展：中国团队开发出新DOPA交联剂