我国学者在基于纳米孔道天然蛋白质精准测量方面取得新进展

　　

图 纳米孔道鉴定蛋白质酪氨酸硫酸化翻译后修饰示意

　　在国家自然科学基金项目（批准号：22027806）资助下，南京大学龙亿涛教授团队在天然多肽/蛋白质酪氨酸硫酸化翻译后修饰检测方面取得新进展。研究成果以“基于纳米孔道的酪氨酸硫酸化状态直接测量（Direct Mapping of Tyrosine Sulfation States in Native Peptides by Nanopore）”为题，于2024年9月25日在《自然?化学生物学》（Nature Chemical Biology）发表。论文链接：https://doi.org/10.1038/s41589-024-01734-x。

　　酪氨酸硫酸化作为一种重要的蛋白质翻译后修饰，对蛋白质-蛋白质相互作用调控及多种生理和病理过程至关重要。研究表明，约1%的酪氨酸残基可能被硫酸化，然而，由于检测方法的限制，迄今仅有约160种酪氨酸硫酸化蛋白质被实验鉴定，大量重要硫酸化蛋白及其功能有待检测发现与阐明。目前，酪氨酸硫酸化检测的难点主要在于三个方面：首先，酪氨酸硫酸化对温度和pH敏感，容易在质谱检测中丢失；其次，酪氨酸的另一种翻译后修饰——磷酸化，与硫酸化仅存在微小的分子量差异（仅差0.0095 Da），使得检测的特异性和灵敏度都受到限制；此外，硫酸化蛋白质丰度极低，且在纯化分离过程中的低稳定性进一步增加了检测的复杂性和难度。因此，亟需发展一种单分子测量技术，能够直接且精准地鉴定天然蛋白中的酪氨酸硫酸化状态。

　　针对此问题，研究团队在仪器研制项目资助研发的“纳米孔道单分子蛋白质测序仪器系统”上，发展了一种通用型蛋白质酪氨酸硫酸化检测方法，能够在无需纯化分离的条件下，直接鉴定并定量混合体系中的低丰度硫酸化酪氨酸，突破了现有纳米孔道检测技术仅适用于测定特定已知多肽序列、难以应用于实际未知蛋白质分析的局限。同时，结合全原子分子动力学模拟，验证了硫酸化诱导的非共价相互作用增强机制，证明了这种纳米孔道序列非依赖性硫酸化识别策略的可靠性，为进一步鉴定未知的酪氨酸硫酸化蛋白质提供了强有力的分析工具。