近日俄亥俄州立大学化学和生物化学系的vickih. wysocki教授课题组在ac上发表了一篇文章，题目为surface-induceddissociation of noncovalent protein complexes in an extended mass rangeorbitrap mass spectrometer。
获取蛋白质复合物的四级结构信息，对于理解其生物功能来说至关重要。与传统的cid/hcd通过多次碰撞沉积能量以实现解离相比，表面诱导解离(surface induceddissociation，sid)是通过使复合物离子撞击一个具有化学惰性、刚性的表面，经过单次高能撞击后，产生相比于cid和hcd技术电荷更均匀分布的蛋白亚基，从而提供化学计量比和互作网络等信息。此外，相比于cid常常导致小分子配体丢失，sid可以产生保留小分子配体的复合物亚基。
目前，sid技术在蛋白复合物方面的工作主要是在飞行时间质谱(tof ms)上完成，但随着蛋白复合物的分子量越来越大，结构解析深度越来越深入，对质谱仪器的分辨率也提出了更高的要求。每一种类型的质量分析器(tof、fticr或者orbitrap)都有它们的优劣势，而仪器的选择主要依赖于待解决的问题本质。为此，vicki h. wysocki课题组与赛默飞公司alexander a. makarov博士合作，将sid解离源装配到exactive plus extended mass range(emr)orbitrap仪器上(如图2)。这套sid即可用来传输离子又可用来进行sid。值得一提的是，sid装置并未影响离子进入hcd池和一级质谱分析。
随后，作者利用该仪器对streptavidin和l-glutamatedehydrogenase蛋白复合物进行了质谱分析。其中，前者是具有d2对称性的同源四聚体，后者是具有d3对称性的同源六聚体。图3为streptavidin的一级谱及其sid谱图。先前的文献表明，通过cid主要产生的是streptavidin复合物的去折叠单聚体和三聚体，但这一结果显然不能支持streptavidin是由同源二聚体组成的结构。而11+的母体streptavidin复合物经过sid会解离成两个二聚体，分别为5+和6+，证明sid更能反映他们真实的拓扑结构(图3a-c)。值得一提的是，之前对于谱图中出现的3+单聚体和6+同源二聚体，由于tof ms分辨率不高所以要依靠ims才能进行分辨3，但现在emr orbitrap在高分辨率模式(r=140,000 at m/z 200)下就可直接对它们二者进行分辨(图3d)，甚至盐加和离子或者n末端met修饰与否都可以在高分辨谱图中*获得(图3e)。
a)streptavidin四聚体拓扑结构(pdb id：1swb)，b)streptavidin四聚体一级质谱图，c)11+价态streptavidin四聚体的sid谱图(45 v，495 ev)，d)高分辨率模式下3+价态streptavidin单聚体和6+价态的二聚体，e)3+价态单聚体和6+价态二聚体的n末端蛋氨酸修饰和na离子加和谱图。
此外，作者还考察了l-glutamate dehydrogenase同源六聚体的拓扑结构。hcd结果表明，该六聚体很难在气相中发生解离，需要较高hcd能量和高电荷态，常常导致先失去一个去折叠单体，无法真实反映亚基组成。而通过sid可以获得比较稳定的三聚体信号，反映出l-glutamatedehydrogenase同源六聚体的拓扑结构主要为三聚体-三聚体界面，在低能量下主要断裂较弱的三聚体界面(图4a)，当能量逐渐升高单体会从三聚体亚基中解离出来(图4b)。
综上所述，相比于sid-tof ms仪器，具有更高质谱分辨率的sid–emr orbitrap仪器后续将为大蛋白复合物提供更丰富的四级结构信息。此外，vicki h. wysocki课题组先前还报道了将sid装载到fticr-ms仪器，在sid谱图中可对霍乱毒素(cholera toxin b，ctb)多种亚基进行同位素分辨(r=210,000 at m/z 5803.7)，例如8+四聚体、6+三聚体、4+二聚体和2+单聚体4，感兴趣的学者们可进一步了解。得益于orbitrap和fticr的超高质量分辨率，相信sid源将在蛋白-蛋白、蛋白-金属离子、蛋白-小分子配体复合物体系中发挥越来越重要的作用。