Nature子刊报道一个化学蛋白质组学平台：大肠杆菌蛋白质组的铁硫簇

铁硫簇存在于对人类健康至关重要的蛋白质中，但一直难以分析。一研究团队最近在《自然化学生物学》杂志上报告说，他们开发了一种蛋白质组学平台，可以监测铁硫簇的存在或不存在，从而更深入地了解铁硫簇的传递和结合动力学。

　　

波士顿学院的化学家开发了一种策略来监测铁硫簇的存在或不存在，这对不同蛋白质的功能至关重要，该团队最近在《自然化学生物学》杂志上报道。

该研究的共同作者、化学教授Eranthie Weerapana说，该团队开发的铁-硫(Fe-S proteomic platform)蛋白质组学平台使他们能够更深入地了解铁-硫簇传递和结合的动力学。

铁硫簇（Iron-sulfur clusters）存在于对人类健康至关重要的蛋白质中，如DNA修复酶，在生物燃料电池和更清洁的工业过程的能源科学中也很重要。

然而，由于Fe-S cluster蛋白复合物的不稳定性和动力学，Fe-S cluster的研究一直具有挑战性，Bak说。

Bak说:“我们开始开发一种技术，使我们能够在整个蛋白质组中全面评估Fe-S cluster结合的动态，而不需要费力的蛋白质纯化、铁或硫的放射性同位素，或先前对簇结合位点的了解。”

他解释说，许多蛋白质含有金属辅助因子，比如铁硫簇。这些无机辅助因子允许独特的蛋白质功能，如单电子氧化还原化学，这是20种典型蛋白质氨基酸所不具备的。

研究小组在大肠杆菌中进行了这项研究，大肠杆菌是一种具有良好特征的铁硫蛋白质组的模式生物。Weerapana说，为了测量Fe-S cluster与蛋白质目标的结合，研究小组使用了先进的基于质谱的蛋白质组学策略，并结合了可以区分蛋白质的团簇结合和非结合形式的化学探针。

该团队报告说，研究小组观察到铁硫簇对大肠杆菌合成铁-s簇的途径的铁限制和损伤的不同敏感性，这表明大肠杆菌中铁硫簇的优先传递。铁硫集群优先级的知识可以让我们深入了解不同的微生物如何在铁有限的环境中同化和繁衍。

研究人员还能够区分各种铁硫生物合成酶的作用，其中一些酶对几乎所有铁-s簇的传递都是必不可少的，而另一些酶则在将簇传递到特定的铁-s蛋白子集方面发挥更具体的作用。

Weerapana说:“挖掘我们生成的数据集，我们可以编制一个潜在的新型Fe-S蛋白列表，其中两种已被验证为铁-硫簇结合蛋白。”“这为使用蛋白质组学不仅在大肠杆菌中，而且在其他生物中识别新的铁- s簇生物学提供了可能性。”

研究人员说，下一步是将这项工作转化为其他生物和模型系统，包括铁- s依赖性人类疾病(如弗里德里希共济失调症)的细胞培养模型。新平台为表征Fe-S cluster的合成和传递机制以及识别新的铁-硫依赖细胞途径提供了强大的工具。

文章标题

Monitoring Fe–S cluster occupancy across the E. coli proteome using chemoproteomics