如何分析蛋白复合物表面拓扑结构？

质谱技术已经成为了蛋白质组学研究的主力。这种技术方法能的检测多肽，从而帮助研究人员识别并测序多肽分子，分析它们的特征，了解它们如何进行化学修饰的。
但大多数蛋白质并不是单独行动的，一些关键的生物学过程，如DNA 复制、转录、翻译、细胞分裂和能量生成都依赖于大型蛋白复合物的行为，这些蛋白复合物常常涉及几十个亚基，十分复杂，传统的质谱方法难以进行研究。为此研究人员不断改进质谱技术，希望能通过技术改进来解决这个问题：
前篇：质谱研究蛋白质相互作用（一）
绘制蛋白-蛋白相互作用界面图谱 
蛋白复合物表面拓扑结构
研究员：加利福尼亚大学洛杉矶分校化学与生物化学系教授 Joseph Loo博士
研究项目：研究蛋白质-配体相互作用，以及蛋白质-蛋白质相互作用
解决方案：
Loo博士对复合物识别并不感兴趣，他感兴趣的是蛋白亚基是如何组装的，其中zui令他着迷的是，蛋白复合物表面会出现哪些氨基酸残基，哪些又处于复合物中心位置，或者与配体相互作用呢。
这是一个结构生物学问题，他解释说，“它们是如何折叠，能令这些氨基酸残基都向外的呢？”
为了了解这个过程，Loo将两种技术结合在一起：高分辨率傅里叶变换离子回旋共振质谱技术 (FTICR) 与电子捕获裂解技术 (ECD) ，从而组成一种质谱片段化的方法，令质谱仪中铁离子与自由电子相互作用，从而导致蛋白沿着其多肽主干分裂。然后通过高精度检测这些片段，研究人员就能发现蛋白的氨基酸序列了
但在Loo的研究总，这些碎片并不是沿着蛋白长度均匀一致的。蛋白通常在质谱分析方法中都会发生变性，但Loo研究的蛋白复合物却是完整的，这个过程称为天然质谱分析（native mass spectrometry)，因此碎片是在复合物表面出现，就像是煮熟的鸡蛋壳中出现裂缝一样。
Loo说，“会得到的序列信息有限，但这些序列信息来自于其特殊的三维结构区域。”（Anal Chem, 86:317-20, 2014）
而且这些数据也能显示蛋白-小分子之间的相互作用，Loo解释说，当蛋白发生裂解的时候，配体往往会依附在多肽碎片上。近期其研究组发表的一篇论文就绘制了真核生物乙醇脱氢酶（一种质量为147kDa的四聚体复合物）的锌结合位点 (J Am Soc Mass Spectrom, 25:2060-8, 2014)。
同时Loo也指出，这种技术“还尚未达到其黄金时刻”，他的研究组正在收集蛋白已知结构ECD数据，用以确保他们解析了真正的蛋白拓扑结构。他们也在尝试将研究复合物的大小延伸的更大，目前是限制在800kDa。
如何实现：
FTICR质谱仪能提供高度和高分辨率，当然也不便宜。Loo说能直接用到这种仪器的研究人员并不多，但是他们可以尝试申请国家实验室。美国佛罗里达州立大学国家高磁场实验室和太平洋西北国家实验室环境分子科学实验室都对有价值项目开放。