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氢氘交换质谱HDX MS

氢氘交换质谱技术是一种在溶液状态下研究蛋白质高级结构、小分子与靶点蛋白相互作用的强大工具。通过监测蛋白质主链酰胺氢与溶剂中氘原子的交换速率,间接反映蛋白质不同区域的溶剂可及性和氢键保护程度,从而揭示蛋白质的折叠状态、配体结合位点以及构象变化等信息。

氢氘交换质谱(Hydrogen Deuterium Exchange Mass Spectrometry,HDX-MS)是一种用于研究蛋白质高级结构、动态构象变化及分子相互作用的高分辨质谱技术。其基本原理为:利用蛋白质骨架酰胺氢与溶剂中氘的动态交换反应,小分子配体通常会保护结合位点及周边区域的氢,降低其氘交换速率。通过比较小分子处理与未经小分子处理状态下,蛋白不同肽段的氘掺入量,可以在肽段水平精确绘制配体的结合表位。在药物靶点研究中,HDX-MS可用于鉴定小分子结合引起的蛋白质构象变化或特定氨基酸残基区域的可及性改变,一般用于小分子与其靶点蛋白非共价结合区域的鉴定。

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|  达吉特技术优势

1.自主研发的技术平台,实验流程、数据分析及方法优化均由专业团队完成;

2.根据不同的蛋白质个性化设计实验方案,每个项目进行预实验检测,用于评估蛋白序列覆盖率、蛋白样本稳定性、时间点设计等情况;

3.对整个实验流程进行细节把控,包括样本处理、氢氘交换反映以及酶解上机检测等,确保实验可靠性与稳定性;

4.通常能够实现80% 以上的蛋白序列覆盖率,提高药物结合区域分析与结构动态解析的准确性;

5.蛋白酶解处理方式稳定可靠,能够获得多样化肽段信息,有效提高蛋白覆盖度,确保达到后续实验要求。


|  研究案例

研究案例1:天然产物Tutin与其靶点蛋白CN的结合位点鉴定

中国医学科学院研究团队针对可诱发癫痫的毒性天然产物Tutin进行致病机理的深入探究。采用CETSA+MS(TPP)技术鉴定Tutin的靶点蛋白,结合CETSA+WB、ITC和MST的验证结果,发现Tutin与钙调神经磷酸酶(CN)直接结合。进一步采用氢氘交换质谱(HDX-MS)鉴定二者间的结合区域,结果发现Tutin处理后CN的7个多肽区域发生明显的氢氘交换速率改变。随后,结合分子对接模拟与点突变实验,证实了Tutin与CN的Arg254和Ala283结合。

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研究案例2:从构象动态学角度探究金属β-内酰胺酶的进化适应机制

浙江大学联合香港理工大学研究团队采用氢氘交换质谱(HDX-MS)技术,结合分子动力学模拟和功能实验,系统研究了导致抗菌药物严重耐药性的新德里金属β-内酰胺酶(NDM)在不同抑制条件下的构象动态变化。通过HDX-MS技术解析了NDM在无配体结合及结合不同抑制剂状态下的构象动力学特征。结果发现α3-L8是调控NDM构象适应性的隐性变构区,提出了基于构象的创新性抑制剂设计策略。

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|  参考文献

[1]. Huang L, Wong TF, Cheng Q, et al. Inhibitor-Dependent Tolerance of New Delhi Metallo-β-Lactamase Driven by Single Mutation-Induced Conformational Changes. J Am Chem Soc. 2025;147(30):26389-26401. Published 2025 Jul 21.(香港理工大学)IF=15.6

[2]. Han QT, Yang WQ, Zang C, et al. The toxic natural product tutin causes epileptic seizures in mice by activating calcineurin. Signal Transduct Target Ther. 2023;8(1):101. Published 2023 Mar 10. Published 2023 Mar 10.(中国医学科学院药物研究所)IF=52.7


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