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一个雄心勃勃的新工作流程结合了两种前沿的蛋白质组学分析技术，以改善大型蛋白质组合的成像。电子冷冻显微镜(cryo-EM)和交联耦合质谱(CX-MS)的结合可以更深入地研究蛋白质结构，达到技术本身无法获得的细节水平。
新的技术组合已经综述了在结构生物学的当前观点中，由马丁·路德大学的卡拉·施密特和马克斯·普朗克生物物理化学研究所的亨宁·乌劳布共同撰写。
CX-MS和Cryo-EM:技术的崛起
绘制蛋白质的结构图是一个非常复杂的过程。除了肽链中将氨基酸连接在一起的共价肽键外，非共价键，如范德华相互作用和静电相互作用，在蛋白质内部和蛋白质之间形成蛋白质-蛋白质相互作用。目前，还没有简单的方法来确定这些相互作用在蛋白质结构中的位置。CX-MS交联蛋白质中非共价结合的区域，可以可视化这些隐藏的连接。
为了连接这些蛋白质区域，使用化学交联剂。直到最近才创造出可以在质谱仪中裂解的交联剂，这开辟了CX-MS与冷冻- em结合使用的潜力。这些交联剂包括双琥珀酰亚胺酸盐(DSS)和双磺基琥珀酰亚胺酸盐(BS3)，它们靶向肽链中赖氨酸残基的胺基。进一步的创新已经产生了交联剂，如4-(4,6-二甲氧基-1,3,5-三嗪-2-基)-4-甲基-氯代氨基(DMTMM)，它直接将天冬氨酸和谷氨酸中的羧基与伯胺连接起来。
低温电子显微镜起源于透射电子显微镜(TEM)。像TEM一样，它从2D图像切片中重建样本的3D图像。为了保护样品免受辐射损伤(这是蛋白质等生物样品的主要问题)和电子显微镜内产生的真空，样品在低温下处于玻璃化状态(基本上是将样品变成非结晶玻璃)下进行研究，以避免产生破坏性的冰晶。最近的进展提高了Cryo-EM的分辨率，这意味着最新发表的3D-EM图像的分辨率为3-5Å。
低温电镜和交联耦合
CX-MS鉴定交联肽后，冷冻电镜分析的数据可以与CX-MS数据集成。CX-MS可以通过提供限制肽中氨基酸之间最大可能距离的约束，帮助识别和验证它们在重建蛋白质复合物上的位置，从而帮助从2D图像切片拼接蛋白质的3D图像。进一步的创新正在寻求自动化将交联蛋白拟合到3D-EM地图上的过程，并帮助将交联蛋白的定义结构与天然蛋白的实际结构协调起来，天然蛋白的实际结构一直处于变化状态。这种通量，或构象异质性，使蛋白质能够结合到许多伙伴，这取决于他们需要填补什么角色。
低温em /CX-MS的应用
采用cryo-EM/CX-MS工作流程成像剪接体，一种存在于真核细胞中的蛋白质复合物，它切割和处理pre-mRNA以产生不含内含子的成熟mRNA分子。剪接体的结构在剪接过程中不断变化，低温- em /CX-MS已被证明对可视化剪接体的亚复合物至关重要。技术组合也被用于识别种蛋白质，冷冻- em鉴定步骤，随后是CX-MS定位验证。虽然技术并不总是需要组合-对于低于3.5Å的高低温em分辨率的组件，CX-MS是不必要的，因为分辨率足够高，可以轻松地模拟整个蛋白质结构-低温em /CX-MS工作流程在结构分析中发现了一个有用的和重要的细分市场。在使用的交联剂方面仍需改进，以穿透到蛋白质内部深处的区域，并克服对活性残基形成交联的依赖，但低温电镜/CX-MS是一种组合，有可能完全改变结构生物学领域处理蛋白质复合物分析的方式。
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