Ny tidsopløst ultraviolet fotodissociationsmassespektrometristrategi til målproteinstabilitetsanalyse

Hvordan mutationer påvirker proteinstabilitet og strukturdynamik er afgørende for at forstå sygdommens molekylære mekanisme og det målrettede lægemiddeldesign. Det er dog stadig udfordrende at undersøge de molekylære detaljer i mutationsinduceret subtil strukturdynamik.

En forskergruppe ledet af prof. Wang Fangjun fra Dalian Institute of Chemical Physics (DICP) under det kinesiske videnskabsakademi har udviklet en tidsopløst native massespektrometri (TR-nMS) strategi kombineret med ultraviolet fotodissociation (UVPD) analyse. Denne strategi kan undersøge de mutationsinducerede subtile ændringer i proteinstabilitet og strukturudfoldelsesdynamik. Undersøgelsen er offentliggjort i Journal of the American Chemical Society .

Forskerne startede proteinudfoldningsprocessen ved at blande proteinet online med myresyre. Med nativ massespektrometri (nMS) og ikke-denaturerende elektrospray-ionisering (nESI) overvågede de arterne og relative intensiteter af syre-initierede protein-udfoldende mellemprodukter via de unikke ladningstilstandsfordelinger (CSD'er), og de karakteriserede kvantitativt M42T/H114R-mutationerne inducerede stabilitetsændringer af målproteiner.

Derudover brugte forskerne UVPD- og fragmentionmassespektrometrimetoder til kvantitativt at sammenligne den dynamiske struktur og molekylære detaljer af de udfoldende mellemprodukter af vildtype dihydrofolatreduktase (DHFR) og mutanten.

UVPD-analysen afslørede den særlige stabiliseringseffekt af cofaktor nikotinamid adenindinukleotidphosphat (NADPH) på DHFR-strukturen, og at M42T/H114R-mutationerne kunne reducere de ikke-kovalente NADPH-DHFR-interaktioner, herunder rest I41, Q65, V78, D79, I , og R98, hvilket fremmer et fald i stabilitet.

"Dette arbejde giver en ny teknik til at studere den mutationsinducerede subtile strukturdynamik og patologiske mekanismer," sagde prof. Wang.

Flere oplysninger: Pan Luo et al., Time-Resolved Ultraviolet Photodissociation Mass Spectrometry Probes the Mutations-induced Changes in Protein Stability and Unfolding Dynamics, Journal of the American Chemical Society (2024). DOI:10.1021/jacs.4c00316

Journaloplysninger: Tidsskrift for American Chemical Society

Leveret af Chinese Academy of Sciences