细胞表面蛋白质是是广泛的药物设计靶标，是外界微环境改变引起胞内信号传导的起始部位，在细胞粘附、信号转导、物质交换、免疫应答以及细胞通讯等生命活动中起到非常重要的作用。几乎所有的物质（包括水分子）进出细胞都需要质膜蛋白质的参与。对于多细胞生物体来说，感知外界微环境中调控因子并及时调控胞内信号通路对于细胞的生存、分化以及机体稳态来说都是非常重要的。其中，感知环境信号后细胞表面瞬时变化的这些蛋白质可能是细胞生物学功能的重要的驱动分子，对生命活动的调控起到重要的作用。近期，我组报道了一种酶促细胞表面蛋白质快速标记技术（PECSL），可以实现秒级时间分辨的细胞表面蛋白质选择性高效标记，应用于细胞表面蛋白质组的动态变化分析。相关成果以“Rapid Enzyme-Mediated Biotinylation for Cell Surface Proteome Profiling”为题发表在国际化学权威杂志Analytical Chemistry上（Anal. Chem. 2021, 93, 10, 4542–4551； DOI: 10.1021/acs. analchem.0c04970）。

    此标记策略（PECSL）具有更快的反应动力学，可以在短时间内（10 s）实现细胞表面蛋白质的高效标记。结合亲和富集、柱上酶解以及高精度质谱分析， 1min 标记反应实现了从4*10⁶个HeLa细胞中共鉴定到1370（51%）个GO标注的细胞表面蛋白质，732个带有跨膜区的蛋白质，81类分化抗原簇分子，10 s标记反应实现了从4*10⁶个HeLa细胞中共鉴定到922个GO标注的细胞表面蛋白质。最后，作者将发展的PECSL技术与无标记定量蛋白质组学技术结合应用于胰岛素作用后（5 min和2 h）HepG2细胞表面蛋白质组的动态变化分析，成功捕获到32个与胰岛素信号调控相关的蛋白质，包括胰岛素受体、葡萄糖转运囊泡相关蛋白质等。以上结果说明，胰岛素作用HepG2细胞后，在细胞质膜上很多蛋白质的丰度是高度动态变化的，PECSL技术结合无标记定量方法可以成功捕获到这些在细胞质膜上丰度发生动态变化的蛋白质信息。

    近年来，细胞表面蛋白质组的相关研究成果极大地推动了靶向治疗、免疫治疗、疫苗开发、细胞分选等领域的发展。此工作的开展为细胞表面蛋白质组学研究提供了新的富集策略，有望成为应激条件下细胞表面蛋白质组的动态变化分析的重要工具。

    该研究工作被科研公众号“分析人”进行特别推送报道。https://mp.weixin.qq.com/s/gUHw5PpQtsCM6jr55Udm0Q       （文/图    李亚楠）