蛋白酶氫/氘交換質譜
氫/氘交換質譜（Hydrogen/Deuterium Exchange Mass Spectrometry，簡稱HDX-MS）是一種在結構生物學和生物化學中用於研究蛋白質結構和動態的強大工具。該技術基於蛋白質在溶液中氫原子與溶劑中的氘原子交換的能力。在蛋白質結構的表面或者部分暴露的氨基酸殘基的氫原子可以在一定條件下與溶劑中的氘原子交換。HDX-MS能夠提供關於蛋白質三維結構、摺疊、相互作用、動態以及穩定性的資訊。
一、實驗流程：
1、氫/氘交換：
將蛋白質樣品置於含有重水（D₂O）的溶液中，允許蛋白質中的可交換氫原子（主要是胺基酸側鏈和脊椎氨基群的氫原子）與氘發生交換。
2、交換反應停止：
透過將樣品的pH值迅速降低並降低溫度（通常到0°C或更低）來減緩或停止氫/氘交換反應。
3、酶切：
使用蛋白酶（如胰蛋白酶）在低溫和低pH下迅速將蛋白質分解成肽段。這一步是在儘可能保留氫/氘交換水平的情況下進行的
4、質譜分析：
酶解得到的肽段透過液相色譜與質譜聯用技術（LC-MS）進行分析。在質譜圖中，氫/氘交換導致肽段的質量增加，透過測量質量的變化，可以推斷蛋白質各部分的氫/氘交換速率。
圖1
5、資料分析和解釋：
透過比較不同實驗條件（例如，存在或缺乏配體）下的氫/氘交換程度，可以獲得關於蛋白質摺疊、動力學、相互作用介面以及配體結合對蛋白質結構的影響的見解。
二、應用：
1、蛋白質結構和動態：
HDX-MS可以揭示蛋白質不同區域的結構和動態資訊，幫助理解蛋白質的摺疊和運動。
2、蛋白質-蛋白質相互作用：
透過比較蛋白質在與其它分子相互作用前後的氫/氘交換模式的變化，可以找出蛋白質的相互作用區域和介面。
3、藥物發現：
HDX-MS可用於鑑定小分子與蛋白質相互作用的區域，進而在藥物發現中找出潛在的藥物靶點。
4、穩定性和構象變化：
透過分析蛋白質在不同條件下的氫/氘交換模式，可以瞭解其穩定性和構象變化。
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