近日,我校藥物化學與分子診斷教育部重點實驗室生物化學與分子生物學專業碩士研究生賀繼祥在化學蛋白質組學探針方面的研究取得重要進展,相關工作“A modification-centric assessment tool for the performance of chemoproteomic probes”以河北大學為第一署名單位發表在國際化學生物學領域頂級期刊《Nature Chemical Biology》(2022, 18, 904–912. IF=16.174)上。賀繼祥為論文第一作者,中國科學院計算技術研究所碩士研究生費政聰為共同第一作者,軍事科學院軍事醫學研究院楊靖研究員和中科院計算技術研究所遲浩研究員為共同通訊作者。
開發兼具高效性和專屬性的探針是化學蛋白質組學領域的核心內容,但極具挑戰。一方面,在生物系統中高度復雜的化學環境可能放大探針的潛在副反應,造成意料之外的蛋白質修飾;另一方面,探針以及探針修飾可能在樣品處理過程中發生“變異”,使數據分析復雜化。因此,有必要在蛋白質組層面上對探針的標記效率與選擇性進行評估。然而,該領域長期以來一直缺乏統一、客觀的評測方法。在此工作中,發展了首個專門用于化學蛋白質組探針評測的開源式計算工具-pChem,此工具可對化學蛋白質組結果進行系統的校正、篩選、排序、同位素修飾,并計算其精確分子量、殘基定位概率、質譜特征丟失等關鍵信息。此外,pChem可為探針開發者提供一種可視化的評測報告,包含標記效率得分、修飾均一性得分和位點選擇性得分。綜上,pChem不僅能夠提升化學蛋白質組探針開發的效率和水平,而且其算法框架的靈活性使其有望被拓展至RNA-蛋白質交聯、藥物代謝激活、內源性新修飾發現等其它應用場景。在《Nature Chemical Biology》同期上線的評述Probing the secrets of probes 中,蘇黎世聯邦理工學院的Alexander Leitner教授高度評價了該工作,指出pChem為全面認識化學探針提供了一種強有力的解決方案。

以上工作得到了國家自然科學基金等項目支持以及賀福初院士、賀思敏研究員等領域內諸多專家的幫助。
為了推進學科交叉,提高人才培養質量,提升藥物化學與分子診斷教育部重點實驗室科研水平和學術影響力,2013年,依托藥物化學與分子診斷教育部重點實驗室設立了生物化學與分子生物學專業并開始招生,2021年更名為化學生物學。多年來,教育部重點實驗室積極探索研究生培養模式的改革與創新,在學校領導的協調和推動下,于2019年與軍事科學院軍事醫學研究院簽署協議,開展研究生聯合培養,并于當年選派優秀研究生到軍事科學院軍事醫學研究院開展科學研究工作,賀繼祥同學為第二批選派的研究生。
全文鏈接:https://doi.org/10.1038/s41589-022-01074-8
(藥物化學與分子診斷教育部重點實驗室、化學與環境科學學院 供稿)