Nature子刊：新方法更快速地检测蛋白质与配体的相互作用

蛋白质常通过与小分子的相互作用来动态调控功能。系统性分析蛋白质与配体的相互作用对于了解生物过程和药物机制至关重要。

欧洲分子生物学实验室（EMBL）的研究人员近日开发出一种名为HT-PELSA的高通量工具。这种新工具能够以前所未有的规模处理样本，有望加速药物研发，并加深我们对基本生物过程的理解。

这篇题为“High-throughput peptide-centric local stability assay extends protein–ligand identification to membrane proteins, tissues and bacteria”的论文于11月5日发表在《Nature Structural and Molecular Biology》杂志上。

PELSA（以肽段为中心的蛋白质局部稳定性分析）是一种新颖的方法，由中国科学院大连化学物理研究所与上海药物研究所的研究人员合作开发。

它通过追踪配体结合如何影响蛋白质稳定性来鉴定蛋白质与配体之间的相互作用。当配体与蛋白质结合时，该区域会变得更加稳定，并且不易受到胰蛋白酶等的影响，这些蛋白酶会将蛋白质切割成较小的肽段。

更重要的是，它能够检测整个蛋白质组中肽段稳定性的变化。不过，尽管十分高效，但PELSA工作流程中的几乎每个步骤都需要手工完成，这意味着科学家每次只能处理少量样本。这不仅耗时耗力，还增加了污染和出错的风险。

HT-PELSA将实验装置从分析管改为微孔板，显著简化了这一流程。这种改变实现了PELSA步骤的自动化，让研究人员能够在维持灵敏度和重复性的同时，并行分析数百个样本。 

共同第一作者、EMBL的博士后研究员李柯佳表示：“以前，我每天最多只能处理30个样本。现在，有了HT-PELSA技术，我们每天可以扫描400个样本，这大大简化了工作流程。”在加入EMBL之前，李柯佳曾参与PELSA方法的开发。

PELSA技术利用质量差异将胰蛋白酶切割的肽段与完整蛋白质进行分离，而HT-PELSA技术则利用蛋白质的疏水性。它采用一种蛋白质更容易粘附的表面来实现两者分离。这不仅进一步实现了流程自动化，还能检测此前难以研究的膜蛋白。 

膜蛋白约占已知药物靶点的60%，但提取时往往难以避免改变其结构或功能。HT-PELSA技术通过直接处理复杂样品，能够揭示这些蛋白质在天然环境中如何与潜在药物相互作用。 

通过更深入地了解蛋白质与配体的相互作用，科学家们能够开发出选择性结合靶蛋白的药物，从而使治疗更加安全有效。 

通讯作者、EMBL海德堡分部的Mikhail Savitski表示：“HT-PELSA技术真正为高通量解析蛋白质功能及加速药物研发打开了大门。这对于理解基础生物学、探索疾病机制以及开发更安全有效的药物至关重要。” 

研究团队还证实，HT-PELSA能够检测配体结合引起的蛋白质之间相互作用的变化。在未来的研究中，他们希望将这项技术扩展到检测蛋白质-蛋白质及蛋白质-核酸的相互作用，进而加速人们对细胞分子结构的理解。