上海科技大学水文箐/瑞士苏黎世联邦理工学院Paola Picotti发文展示Lip-MS技术精确定位配体与蛋白质的结合位点

G蛋白偶联受体 （GPCRs） 是含有七个跨膜结构的膜蛋白，是最热门的药物靶点之一。据美国FDA药物数据库的数据显示，截至2017年 7 月，美国 FDA 批准上市的靶向 GPCRs药物总计有 475 种，占美国FDA批准的所有药物总量的34％左右。GPCRs可识别多种信号分子，参与细胞的信号转导，因此对其结构进行表征十分重要。其中结构质谱方法可用于表征蛋白质的结构，动力学以及互作。然而，此方法对表征膜蛋白的构象变化，尤其是跨膜结构域，仍存在挑战。为了克服现有技术在揭示GPCRs动态构象变化方面的局限性，2024年7月13日，上海科技大学iHuman研究所、生命科学与技术学院水雯箐课题组联合徐菲课题组应用限制性酶解-质谱分析（LiP-MS）技术系统研究了模式GPCR——腺苷A₂A受体在不同功能状态下的构象变化，包括：

1. 配体结合状态（如拮抗剂ZM241385、激动剂NECA和CGS21680）；

2. G蛋白偶联状态（与Gs蛋白形成复合物）；

3. 负向变构调节剂作用状态（如钠离子、HMA和Fg754）。

该研究首次在氨基酸分辨率水平上，全面捕捉了GPCR在不同生理与药理条件下的构象变化，不仅深化了对受体激活、配体识别及G蛋白偶联机制的理解，这一突破，为GPCR功能多样性与药物作用机制的研究开辟了新途径，对未来精准药物设计与膜蛋白动态结构研究具有重要推动意义。

 蛋白质-蛋白质相互作用是生命活动的核心，对其在特定结构状态下的识别对于基础科研和药物开发至关重要。其中，精确表征抗原与抗体之间的识别界面（即表位）是抗体药物和疫苗研发的关键环节。然而，现有技术在系统性、无需标记地表征天然环境下抗原-抗体互作方面仍存在局限。为了克服这一局限性，2024年6月，苏黎世联邦理工学院Paola Picotti团队应用限制性酶解-质谱分析（LiP-MS）技术，以呼吸道合胞病毒F糖蛋白（RSVF）为模型，系统研究了一系列抗原-抗体识别状态。

研究采用RSV F糖蛋白作为核心抗原，一个经历显著构象变化的I类融合蛋白，研究特意使用了其两种稳定的结构状态：预融合构象（亚稳态，是高效中和抗体的主要靶标）和后融合构象（稳定态）。

针对这两种构象，研究人员运用了靶向三个不同特征表位的中和性单克隆抗体：

1. 靶向表位Ø的抗体 (D25, 5C4)：已知仅特异性结合预融合构象。

2. 靶向表位II的抗体 (Palivizumab, Motavizumab)：可结合预融合和后融合两种构象。

3. 靶向表位IV的抗体 (101F)：可结合预融合和后融合两种构象。

该研究首次在肽段分辨率水平上，于近天然条件下全面捕捉了抗体结合所引发的抗原蛋白结构变化，不仅精准定位了所有已知的抗原表位，还揭示了结合引起的远端变构效应。这一突破为系统性、高通量地表征抗体表位和构象特异性互作开辟了新途径，对未来抗体药物的精准设计与优化具有重要推动意义。

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