化学交联质谱技术

化学交联质谱技术（XL-MS）用途：

1. 研究蛋白质结构
   （1）另外在化学交联的质谱鉴定结果中，还存在被称为 「mono-link」 的化学修饰，即交联剂的一端与氨基酸发生反应形成共价结合，而另一端被降解没有发生交联反应，只是在单个氨基酸上形成了化学修饰。这类交联产物对蛋白质结构研究也十分有意义，通常鉴定到这类修饰，说明被修饰的肽在蛋白质空间结构中是被暴露在表面的，而不是包埋在蛋白质内部。比如，相同肽段，在药物处理前鉴定到了 「mono-link」 的修饰，而药物处理后没有鉴定到 「mono-link」 的修饰，那么说明可能在没有药物处理的情况下被修饰的位点是暴露在蛋白质表面的，而药物处理后该位点被包埋在蛋白质内部。

（2）对于冷冻电镜无法捕获到的一些区域，可以使用 XL-MS 提供一定的结构信息。对于分子量较小的蛋白质，可以通过 XL-MS 研究蛋白质在不同条件下构象的变化，而对于多元蛋白质复合物，可以通过 XL-MS 研究蛋白质复合物的组装方式，以及对冷冻电镜的结果进行进一步的验证。
（3）AlphaFold2（AF2）和交联质谱（XL-MS）结合可以为具有多种构象的蛋白质进行结构建模。该流程包括两个主要步骤：使用 AF2 生成合集；使用 XL-MS数据进行构象选择。AF2与XL-MS等实验方法具有互补性。AF2能预测蛋白的结构，但因其依赖于已知结构数据库PDB，其预测出的结构只能反映单一静态的结构，缺乏动态信息，并且对于缺乏实验数据的柔性区域预测准度较差。活细胞内的化学交联质谱能提供活体蛋白中残基的距离信息，辅助蛋白结构与其动态变化的预测。交联结果得到的Cα-Cα距离与AF2预测结构中Cα-Cα距离不同，说明蛋白结构存在动态变化。某些区域发现较多距离不一致，说明在体内行使功能时结构发生变化。这些与结构不符的交联位点则反映了不同的功能状态或者组装过程。

2. 分析蛋白互作。（1）鉴定蛋白质相互作用界面。（2）区分直接互作与间接互作。
   （3）固定弱瞬时互作。交联剂会把蛋白质之间的非共价结合转化为共价结合，有利于固定弱的瞬时的蛋白质相互作用。

原理：蛋白质复合物经化学交联剂处理后，形成蛋白质内部或蛋白质之间的共价结合，交联的蛋白质经胰酶降解以后得到交联多肽和其它多肽，通过质谱分析可以得到交联多肽的序列信息以及交联的位点信息。

化学交联试剂简介：
化学交联剂是含有两个或多个化学反应基团的化学小分子，每个化学反应基团能够与氨基酸的侧链或者蛋白质的末端基团反应，形成氨基酸之间的共价结合 1。化学交联剂的碳链一般很短，它所能交联的氨基酸侧链的空间距离不会超出交联剂碳链的长度，所以发生在蛋白质内部的交联能够提供被交联氨基酸在蛋白质三维结构中的低分辨距离信息。

同样，由于化学交联的碳链短，通常只有在有直接相互作用的蛋白质之间才会形成化学交联，而且交联发生在蛋白质相互作用的界面附近，所以发生在蛋白质之间的交联可以用于鉴定蛋白质相互作用的界面以及区分直接的蛋白质相互作用或者间接的蛋白质相互作用。

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