王初課題組與肖俊宇課題組合作開發金屬結合蛋白組學分析新方法

　　近日，beat365王初課題組與肖俊宇課題組合作，在Nature Chemical Biology雜志上發表了題為“Discovery of metal-binding proteins by thermal proteome profiling”的研究文章。在這項工作中，作者開發了一種名為METAL-TPP的實驗方法，采用熱穩定性組學分析技術在蛋白質組學水平研究了金屬解離誘導的蛋白熱穩定性擾動，為研究金屬蛋白質組和金屬生物學提供了新的實驗分析工具。

　　金屬離子在生物體内扮演着重要角色，如參與酶催化作用、維持細胞結構穩定、參與物質運輸及信号轉導等，全面了解金屬離子與哪些蛋白質結合以及這些結合對生物功能的影響具有重要科學意義，但在組學水平發現和鑒定金屬蛋白仍然具有挑戰。

　　圖1. METAL-TPP的原理

　　蛋白質在與其配體結合或解離後，熱穩定性會出現變化。在該工作中，研究團隊基于這一現象使用廣譜的金屬離子螯合劑EDTA從蛋白質組中剝奪金屬離子，再使用定量質譜方法監測由此引起的蛋白質熱穩定性變化。由于金屬的缺失會導緻蛋白質熱穩定性降低，因此在質譜數據分析中顯示熱穩定性減少的那些蛋白是潛在的金屬結合蛋白。通過将該策略應用于人類蛋白質組，研究人員不僅鑒定到一些已知的金屬結合蛋白，還發現了一批之前沒有注釋有金屬結合活性的潛在金屬結合蛋白。同時，研究人員也選擇了一個具有重要生物功能的潛在金屬結合蛋白GFPT2進行了深入的生化驗證，将金屬調控與細胞内己糖合成通路聯系起來。

　　總的來說，METAL-TPP為金屬蛋白質組研究提供了有力的工具，擴展了人們對金屬結合蛋白多樣性和複雜性的理解。通過揭示金屬離子在細胞内的具體生化功能，為開發新的疾病治療策略提供參考。該實驗方法可以與王初課題組去年發表的一篇利用機器學習預測金屬結合位點的計算方法【Nat. Chem. Biol. 2023, 19 (5), 548-555】結合起來，用于系統地發現和鑒定不同物種中的金屬結合蛋白，為金屬蛋白的生物學功能提供重要線索。

　　beat365前沿交叉學科研究院北大-清華生命聯合中心2022屆博士畢業生曾欣、2021屆博士畢業生魏田田、beat3652019級博士生王相賀以及王初課題組副研究員劉源為該文的共同第一作者。beat365官方网站、北大-清華生命聯合中心、beat365合成與功能生物分子中心的王初教授，beat365生命科學學院、蛋白質與植物基因研究國家重點實驗室、北大-清華生命聯合中心的肖俊宇教授為該工作的共同通訊作者。該工作得到基金委、科技部和北京科學分子國家研究中心的支持。

　　原文連接：https://www.nature.com/articles/s41589-024-01563-y