研究开发了新的蛋白质附近标记工具

近日，中国科学院大连化学物理研究所研究员张丽华、研究员赵群团队与研究员刘宇团队合作，开发了一种超光敏荧光蛋白仿生标签工具，可以激活光催化反应活性，实现相变蛋白聚集后紧致微环境中相互作用的化学邻近标记，实现相分离蛋白组成变化规律的特异性分析。相关成果发表在《先进科学》上。

随着人口老龄化问题的日益严重，神经退行性疾病逐渐成为全球公共卫生领域的一大挑战。近年来，脊髓侧索硬化(即“冷冻人类疾病”)作为一种致命的神经退行性疾病，侵入运动神经，导致肌肉无力和萎缩，引起了社会的广泛关注。虽然可以通过肌电图、神经传导检测和影像学检查来诊断，但冷冻人类疾病的确切原因仍然不明确，临床上由于治疗手段相对匮乏。病理研究结果表明，TDP43蛋白的相分离和相变聚集过程与冷冻人类疾病的发生和发展机制以及其发展机制密切相关。

近几年来，蛋白质空间相邻标记新技术的开发促进了蛋白质相互作用分析新技术的发展。但是，很少有关于特异性捕获分离活细胞内相分离蛋白质组的鉴定方法。在这项工作中，研究小组以天然荧光蛋白的发色团为基础，通过调节探头的电子效应和重原子替代等化学策略，提高了发色团衍生物的三重状态激发态光敏性，提高了其活性氧生成效率。团队开发的最佳探针活性氧生成方法的效率比天然光敏荧光蛋白KillerRed方法高出1000倍。此外，该团队利用串联质谱对活性中间体、氨基酸标记位点和标记反应机制等I型光敏剂标定蛋白质的分子机制进行了分析。随后，研究小组通过蛋白质组学定量分析技术，识别了细胞核内相分离前、相分离后逐渐冻结人类疾病的TDP43蛋白，以及进一步固化迁移到细胞质形成蛋白质集体后相互作用的蛋白质组，分析了蛋白质随构象变化和亚细胞器穿梭过程相互作用的动态变化规律。

研究发现，TDP43应激相变过程中细胞骨架蛋白的高度参与。