正交化学蛋白质组学策略揭示哺乳动物细胞中的胆固醇酯互作组

胆固醇酯（cholesteryl esters，CEs）通常被广泛视为胆固醇的惰性储存形式，但其直接结合细胞蛋白的潜力在很大程度上仍未得到探索。在此，我们建立了一个整合式化学蛋白质组学平台，系统界定哺乳动物细胞中的胆固醇酯–蛋白质相互作用。我们开发并比较应用了三种正交的光亲和标记策略：（i）通过内源性酰基辅酶A：胆固醇酰基转移酶活性代谢组装双功能胆固醇酯探针；（ii）直接递送结构明确的重氮-炔基胆固醇酯类似物；以及（iii）利用甾醇和脂肪酰基对照探针进行片段辅助扣除，以解析依赖完整酯化骨架的相互作用。在进行定量蛋白质组学分析之前，我们通过脂质组学和紫外依赖性交联对每种探针体系进行了严格验证。整合这些互补策略后，共鉴定出495种与胆固醇酯相关的蛋白质，涵盖酶、转运蛋白、支架蛋白以及经典甾醇结合蛋白家族。不同策略之间有限的重叠表明，脂质–蛋白质结合在很大程度上受到生物合成来源、探针拓扑结构和细胞内运输路径的影响。功能和数据库注释进一步显示，可成药蛋白及疾病相关蛋白显著富集，表明胆固醇酯相互作用与代谢、神经系统和心血管通路相关。总之，本研究绘制了首个胆固醇酯–蛋白质相互作用的系统层面图谱，并建立了一个可推广的多模式框架，用于化学解析脂质–蛋白质互作组。

胆固醇酯（CE）通常被广泛视为胆固醇的惰性储存形式，但其直接参与细胞蛋白质作用的潜力在很大程度上尚未得到探索。在此，我们建立了一个整合式化学蛋白质组学平台，用于系统界定哺乳动物细胞中的胆固醇酯–蛋白质相互作用。我们开发并比较应用了三种正交的光亲和标记策略：（i）通过内源性酰基辅酶A:胆固醇酰基转移酶活性代谢组装双功能胆固醇酯探针；（ii）直接递送结构明确的重氮环丙烷–炔基胆固醇酯类似物；以及（iii）采用甾醇和脂肪酰基对照探针进行片段辅助扣除，以解析依赖完整酯化骨架的相互作用。在开展定量蛋白质组学分析之前，我们通过脂质组学和紫外线依赖性交联对每套探针体系进行了严格验证。整合这些互补性策略后，共鉴定出495种与胆固醇酯相关的蛋白质，涵盖酶、转运蛋白、支架蛋白以及经典甾醇结合蛋白家族。不同策略之间有限的重叠表明，脂质–蛋白质相互作用在很大程度上受生物合成来源、探针拓扑结构和细胞内运输路径的制约。功能注释和数据库注释进一步显示，这些蛋白质中富集了具有成药性及与疾病相关的蛋白质，提示胆固醇酯相互作用与代谢、神经系统及心血管通路存在联系。总体而言，本研究首次构建了胆固醇酯–蛋白质相互作用的系统层面图谱，并建立了一个可推广的多模式框架，用于通过化学方法解析脂质–蛋白质互作组。

📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.09.21.753363v1?rss=1

🏷️ 胆固醇酯 脂质-蛋白质相互作用 化学蛋白质组学 光亲和标记 定量蛋白质组学