????儀器信息網(wǎng)訊 近年來(lái)，隨著質(zhì)譜技術(shù)的發(fā)展，從最早的無(wú)機(jī)質(zhì)譜到現(xiàn)在有機(jī)、生物、醫(yī)學(xué)質(zhì)譜廣泛應(yīng)用，質(zhì)譜從一個(gè)前沿的科研儀器設(shè)備越來(lái)越多的參與到我們?nèi)粘５纳町?dāng)中。以往，各類質(zhì)譜學(xué)術(shù)交流活動(dòng)雖然很多，但多集中于學(xué)科內(nèi)部交流，不同領(lǐng)域之間的交流較少。所以，需要一個(gè)統(tǒng)一的質(zhì)譜學(xué)術(shù)會(huì)議來(lái)聚合各領(lǐng)域的質(zhì)譜同仁，相互交流合作，共同推動(dòng)中國(guó)質(zhì)譜的發(fā)展。

????為此，由中國(guó)質(zhì)譜學(xué)會(huì)（中國(guó)物理學(xué)會(huì)質(zhì)譜分會(huì)）、中國(guó)化學(xué)會(huì)質(zhì)譜分析專業(yè)委員會(huì)和中國(guó)儀器儀表學(xué)會(huì)分析儀器分會(huì)質(zhì)譜儀器專業(yè)委員會(huì)聯(lián)合主辦的新一屆的“2018年中國(guó)質(zhì)譜學(xué)術(shù)大會(huì)”將于2018年11月23-26日在廣州市舉辦。本次大會(huì)，作為三大學(xué)會(huì)第一次聯(lián)合舉辦的質(zhì)譜大會(huì)，標(biāo)志著中國(guó)質(zhì)譜發(fā)展邁入新時(shí)代。

????在大會(huì)舉辦前夕，儀器信息網(wǎng)特別采訪了北京生命科學(xué)研究所董夢(mèng)秋研究員，請(qǐng)她談?wù)勝|(zhì)譜技術(shù)在結(jié)構(gòu)生物學(xué)研究中的應(yīng)用以及運(yùn)用信息化的手段提高質(zhì)譜數(shù)據(jù)的解析能力。

北京生命科學(xué)研究所董夢(mèng)秋研究員

化學(xué)交聯(lián)質(zhì)譜 解開(kāi)結(jié)構(gòu)生物學(xué)難題

????質(zhì)譜技術(shù)，是現(xiàn)代科學(xué)中應(yīng)用范圍最廣的分析技術(shù)之一，幾乎每天都會(huì)有關(guān)于質(zhì)譜的新方法、新應(yīng)用誕生。一直以來(lái)質(zhì)譜技術(shù)就是用來(lái)鑒定蛋白質(zhì)種類、蛋白質(zhì)組成的強(qiáng)有力工具，隨著技術(shù)發(fā)展，質(zhì)譜也開(kāi)始用于探究蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)和動(dòng)態(tài)，在結(jié)構(gòu)生物學(xué)領(lǐng)域的重要性愈發(fā)凸顯。

????傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)生物學(xué)主要是通過(guò)物理的手段，包括X-射線、核磁共振、電鏡等，來(lái)確定生物大分子的三級(jí)結(jié)構(gòu)，以及生物大分子如何組裝成更大的復(fù)合體（四級(jí)結(jié)構(gòu)），從而探討生物大分子或其復(fù)合體的工作原理。董夢(mèng)秋介紹說(shuō)，現(xiàn)在結(jié)構(gòu)生物學(xué)研究的蛋白質(zhì)復(fù)合體越來(lái)越大，種類、狀態(tài)越來(lái)越多，即使有強(qiáng)大的電鏡和晶體學(xué)手段也不一定能看清所有的關(guān)鍵性的結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)、狀態(tài)間的差異。另外，建立結(jié)構(gòu)模型往往需要先確定組成亞基的化學(xué)計(jì)量比。這些需求帶動(dòng)了交聯(lián)質(zhì)譜、native MS和氫氘交換等技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展?！翱纯唇Y(jié)構(gòu)文章的作者名單就知道，很多都有質(zhì)譜專家的身影?！?p>????化學(xué)交聯(lián)質(zhì)譜（CXMS），主要通過(guò)在蛋白質(zhì)樣品中添加化學(xué)交聯(lián)試劑，使蛋白質(zhì)中兩個(gè)氨基酸發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)，通過(guò)酶切獲得多種多樣的交聯(lián)肽段。由于交聯(lián)反應(yīng)的發(fā)生需要滿足交聯(lián)試劑的特異性以及空間距離的要求，因此，獲得的交聯(lián)位點(diǎn)對(duì)信息為結(jié)構(gòu)計(jì)算提供了距離約束，可以幫助判斷蛋白質(zhì)或蛋白質(zhì)復(fù)合體的結(jié)構(gòu)。

????董夢(mèng)秋表示，她的團(tuán)隊(duì)一直致力于化學(xué)交聯(lián)質(zhì)譜相關(guān)研究工作，開(kāi)發(fā)出了一整套基于高分辨質(zhì)譜的化學(xué)交聯(lián)肽段的分析方法，并把它拓展到蛋白質(zhì)二硫鍵以及蛋白質(zhì)溶液構(gòu)象的動(dòng)態(tài)分析上。同時(shí)，她的團(tuán)隊(duì)也積極與人合作，不斷地將這種最新的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)分析方法應(yīng)有于具體的生物學(xué)研究當(dāng)中。為了滿足實(shí)際應(yīng)用中遇到的各種需求，董夢(mèng)秋實(shí)驗(yàn)室還與計(jì)算機(jī)軟件設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)以及有機(jī)合成實(shí)驗(yàn)室通力合作，不斷完善化學(xué)交聯(lián)多肽的質(zhì)譜鑒定軟件和開(kāi)發(fā)新型化學(xué)交聯(lián)劑，相關(guān)成果多次發(fā)表在Nature Methods等頂級(jí)期刊。

跨界合作 提高質(zhì)譜數(shù)據(jù)的解析水平

????pLink，是董夢(mèng)秋團(tuán)隊(duì)與中科院計(jì)算機(jī)所賀思敏教授領(lǐng)導(dǎo)的pFind團(tuán)隊(duì)合作開(kāi)發(fā)的交聯(lián)質(zhì)譜鑒定軟件。董夢(mèng)秋介紹說(shuō),在這款軟件的開(kāi)發(fā)中，她的團(tuán)隊(duì)主要負(fù)責(zé)前端和后端的工作。前端主要是確立質(zhì)譜分析方法和構(gòu)建用來(lái)訓(xùn)練軟件的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)集，后端主要是在一輪又一輪復(fù)雜度不斷增加的測(cè)試中找出可能存在的問(wèn)題，協(xié)助提升軟件性能、拓展適用范圍。兩個(gè)團(tuán)隊(duì)深入交流合作，反復(fù)優(yōu)化軟件?！白铋_(kāi)始肯定需要人來(lái)提煉總結(jié)出初步的特征，所以要求對(duì)相關(guān)的研究特別熟悉，包括最基本的分析、碎片離子代表的肽段類型等。在有一定的積累后，再與編寫軟件的人分享相關(guān)的規(guī)律。然后他們以此為基礎(chǔ)，進(jìn)行大規(guī)模的統(tǒng)計(jì)分析，判斷人眼看到的特征是否成立、還有沒(méi)有其它特征、、出現(xiàn)的頻率、在軟件中如何使用，等等?！?p>????董夢(mèng)秋表示，pLink軟件的目的是成為探索性研究的有力工具，幫助研究人員更準(zhǔn)確高效地鑒定交聯(lián)肽段。所以它需要一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)集，需要大量的已知答案的譜圖，去找尋規(guī)律并進(jìn)行軟件測(cè)試。他們的團(tuán)隊(duì)采集了大量的合成肽段的交聯(lián)質(zhì)譜數(shù)據(jù)，將其中的一部分用于訓(xùn)練軟件，其余部分用于測(cè)試軟件的速度和準(zhǔn)確度，有多少錯(cuò)判漏判等等。董夢(mèng)秋也表示，從單一蛋白到蛋白質(zhì)復(fù)合體，再到經(jīng)過(guò)初步純化甚至未經(jīng)純化的蛋白樣品，復(fù)雜程度不斷提升，對(duì)軟件的要求也在不斷提高。除了分析化學(xué)水平上的驗(yàn)證，還需要得到生物學(xué)層面上的驗(yàn)證。得到有生物學(xué)意義的結(jié)果是終極目標(biāo)。

????pLink軟件的開(kāi)發(fā)，需要兩個(gè)團(tuán)隊(duì)密切的合作。在剛開(kāi)始合作的時(shí)候，兩個(gè)團(tuán)隊(duì)每個(gè)月都要一起開(kāi)會(huì)，針對(duì)軟件的使用程度、需求等進(jìn)行交流。直到現(xiàn)在，pFind團(tuán)隊(duì)每周都有學(xué)生過(guò)來(lái)交流，還經(jīng)常對(duì)上游實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)提出很有價(jià)值的建議。pLink軟件從發(fā)表之日起，一直有免費(fèi)下載，供大家使用。今年年初pFind團(tuán)隊(duì)推出了升級(jí)版pLink2 （），三個(gè)季度內(nèi)已有628個(gè)用戶注冊(cè)下載，極受歡迎。

學(xué)術(shù)“減負(fù)” 開(kāi)啟中國(guó)質(zhì)譜新時(shí)代

????董夢(mèng)秋的課題組有兩個(gè)研究方向，除了質(zhì)譜技術(shù)以外，還做很多衰老生物學(xué)方向的研究。她表示，質(zhì)譜技術(shù)是個(gè)工具，它要服務(wù)的對(duì)象是生物、化學(xué)、物理、醫(yī)學(xué)等學(xué)科，質(zhì)譜的發(fā)展也不能脫離這些學(xué)科。把 “用戶學(xué)科”的需求放在首位，盡力幫助它們解決問(wèn)題，質(zhì)譜技術(shù)自然就獲得了發(fā)展的推動(dòng)力；而質(zhì)譜技術(shù)不斷發(fā)展，也必然帶動(dòng)化學(xué)、物理、工程和計(jì)算科學(xué)等相關(guān)領(lǐng)域的研究不斷推進(jìn)，形成一個(gè)正循環(huán)。她認(rèn)為，質(zhì)譜技術(shù)影響力的提升，一句話總結(jié)來(lái)說(shuō)就是：“努力使自己更加有用，服務(wù)于他人；越有用，越重要，越有影響?！?p>????對(duì)于本次中國(guó)質(zhì)譜大會(huì)，董夢(mèng)秋表示，物理學(xué)會(huì)和化學(xué)學(xué)會(huì)的質(zhì)譜會(huì)議合二為一，誕生2018年中國(guó)質(zhì)譜學(xué)術(shù)大會(huì)，開(kāi)啟了學(xué)術(shù)交流“瘦身健體”的新時(shí)代。當(dāng)前科研人員會(huì)議負(fù)擔(dān)過(guò)重，以至于有人感嘆“不是在開(kāi)會(huì)，就是在去開(kāi)會(huì)的路上，”沒(méi)有足夠的時(shí)間沉靜下來(lái)做科研。學(xué)術(shù)會(huì)議太多，表面上看熱熱鬧鬧一片繁榮，實(shí)則干擾到正常工作。中國(guó)科研就像一個(gè)青春期的孩子，快速成長(zhǎng)，但也有虛胖的成分。瘦身健體，減負(fù)前行，更有利于發(fā)展。

????為了支持中國(guó)質(zhì)譜的發(fā)展，董夢(mèng)秋認(rèn)為把實(shí)驗(yàn)室的技術(shù)分享給其他人也是非常重要的。她表示，作為今年8月第五屆中國(guó)計(jì)算蛋白質(zhì)組學(xué)研討會(huì)(CNCP-2018)的一部分，實(shí)驗(yàn)室跟pFind 團(tuán)隊(duì)一起舉辦了第二屆交聯(lián)質(zhì)譜分析實(shí)驗(yàn)培訓(xùn)，用三天的時(shí)間手把手培訓(xùn)了來(lái)自來(lái)全國(guó)各地的十位學(xué)員。他們自己動(dòng)手制樣、上機(jī)、分析數(shù)據(jù)，完整體驗(yàn)每一個(gè)環(huán)節(jié)。把經(jīng)驗(yàn)都分享出去，效果很好。另外，中科院大連化物所許國(guó)旺老師的實(shí)驗(yàn)室10月份舉辦代謝組學(xué)高級(jí)培訓(xùn)班，也給大家提供了很好的學(xué)習(xí)機(jī)會(huì)。

????在采訪的最后，董夢(mèng)秋也表示，預(yù)祝2018年中國(guó)質(zhì)譜學(xué)術(shù)大會(huì)圓滿成功! 為中國(guó)質(zhì)譜新時(shí)代、新風(fēng)尚點(diǎn)贊！向幕后的促成者、組織者致敬！