Hur mutationer påverkar proteinstabilitet och strukturdynamik är avgörande för att förstå sjukdomens molekylära mekanism och den riktade läkemedelsdesignen. Att undersöka de molekylära detaljerna i mutationsinducerad subtil strukturdynamik är dock fortfarande utmanande.
En forskargrupp ledd av prof. Wang Fangjun från Dalian Institute of Chemical Physics (DICP) vid den kinesiska vetenskapsakademin har utvecklat en tidsupplöst strategi för infödd masspektrometri (TR-nMS) i kombination med ultraviolett fotodissociationsanalys (UVPD). Denna strategi kan förhöra de mutationsinducerade subtila förändringarna i proteinstabilitet och strukturutvecklingsdynamik. Studien publiceras i Journal of the American Chemical Society .
Forskarna initierade proteinutvecklingsprocessen genom att blanda proteinet online med myrsyra. Med nativ masspektrometri (nMS) och icke-denaturerande elektrosprayjonisering (nESI) övervakade de arterna och relativa intensiteterna hos syrainitierade proteinutvecklingsmellanprodukter via de unika laddningstillståndsfördelningarna (CSDs), och de karakteriserade kvantitativt M42T/H114R-mutationerna inducerade stabilitetsförändringar av målproteiner.
Dessutom använde forskarna UVPD- och fragmentjonmasspektrometrimetoder för att kvantitativt jämföra den dynamiska strukturen och molekylära detaljerna hos de utveckande mellanprodukterna av vildtypsdihydrofolatreduktas (DHFR) och mutanten.
UVPD-analysen avslöjade den speciella stabiliseringseffekten av kofaktorn nikotinamidadenindinukleotidfosfat (NADPH) på DHFR-strukturen och att M42T/H114R-mutationerna kunde minska de icke-kovalenta NADPH-DHFR-interaktionerna, inklusive resterna I41, Q65, V78, D79, I , och R98, vilket främjar en minskning av stabiliteten.
"Detta arbete ger en ny teknik för att studera den mutationsinducerade subtila strukturdynamiken och patologiska mekanismerna", säger prof. Wang.
Mer information: Pan Luo et al, Time-Resolved Ultraviolet Photodissociation Mass Spectrometry Probes the Mutation-Induced Changes in Protein Stability and Unfolding Dynamics, Journal of the American Chemical Society (2024). DOI:10.1021/jacs.4c00316
Journalinformation: Tidskrift för American Chemical Society
Tillhandahålls av Chinese Academy of Sciences
