细胞表面配体-受体相互作用及其构象动态变化是调控信号转导、免疫应答与病毒感染等生理与病理过程的核心机制。对这些受体进行功能鉴定与表征，为理解生命活动的基本规律和靶向药物研发提供了重要基础。然而，现有研究方法缺乏空间特异性，难以在活细胞中捕捉蛋白质组水平动态结构重构。因此，解析病毒与宿主在细胞表面的相互作用动态，至今仍是一项重要的科学挑战。2026年1月，复旦大学附属中山医院化学与肝癌研究所张莹/陆豪杰团队与浙江大学医学院第一附属医院传染病诊疗国家重点实验室陈建团队在JOURNAL OF THE AMERICAN CHEMICAL SOCIETY上发表了题为“Living Cell Surfacome Lysine Footprinting (LiFT) Captures Virus-Induced Conformational Dynamics and Uncovers Influenza A Virus Host Factors”的研究。作者开发了一种名为LiFT的化学蛋白质组学新策略。该方法通过探测细胞外赖氨酸的可及性变化，实现对配体诱导构象变化的直接、高特异性图谱绘制。应用于甲型流感病毒(IAV)与宿主细胞的互作研究，鉴定出了新的病毒宿主因子，并为理解病毒侵染和受体生物学研究提供了新视角。本文使用的PEAKS Online作为蛋白质组学数据分析软件，从质谱数据中鉴定和定量细胞表面蛋白的赖氨酸修饰，是实验数据转化为生物学发现的关键工具。  

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方法创新
LiFT技术的核心在于使用细胞表面特异性化学探针OPA-S-S-alkyne。该探针可特异性结合活细胞外膜蛋白的赖氨酸残基。当配体与细胞表面受体发生相互作用时，受体构象发生改变，导致其表面赖氨酸残基的可及性产生差异。通过LC-MS/MS分析，比较标记肽段的质谱峰面积，可精准捕获这种赖氨酸可及性的动态变化，进而实现互作界面定位与构象动态解析。该探针包括富集基团和可切割基团，能够有效地从复杂的生物样品中分离低丰度的膜蛋白，从而提高了对罕见或弱相互作用的表面蛋白构象变化的检测灵敏度。

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LiFT技术的系统性验证
为验证LiFT的有效性，研究者在两种经典模型系统中进行了测试。首先在人血清白蛋白(HSA)-布洛芬的体系中，LiFT通过质谱分析精准捕捉到了布洛芬结合口袋周围赖氨酸可及性的特异性改变，其结果与已知晶体结构高度吻合，证明了LiFT在检测配体诱导构象变化方面具有高灵敏度与空间分辨率。

进一步在活细胞体系中，作者应用LiFT研究表皮生长因子(EGF)与其受体EGFR的相互作用。成功监测到EGF刺激后EGFR胞外域多个赖氨酸残基的可及性发生改变。全局分析显示，除了EGFR本身，还有49个细胞表面蛋白的赖氨酸标记也发生显著变化。功能富集分析表明，这些蛋白显著富集于与EGFR相关的通路。此外，蛋白互作网络分析显示EGFR在互作网络的核心地位，且超过一半的响应蛋白在公共数据库中已被记录为EGFR的相互作用因子。这些结果表明LiFT能够特异性识别细胞表面的配体-受体相互作用以及相关构象变化。

图1.通过赖氨酸可及性分析，LiFT能够灵敏地检测到配体诱导的HSA构象变化

图2.LiFT捕捉到EGF诱导的活细胞表面的构象变化

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IAV宿主因子的筛选与验证
基于上述验证，研究者将LiFT应用于甲型流感病毒（IAV）与宿主细胞之间的相互作用，完成了病毒在A549细胞表面附着过程诱导的构象变化图谱。质谱数据显示，IAV结合引发了广泛的赖氨酸可及性变化，涉及大量细胞表面蛋白。功能分析表明这些蛋白富集于“病毒受体活性”和“共生体侵入宿主细胞”等条目，提示其高度参与病毒感染过程。

鉴于唾液酸在IAV感染中的作用已得到证实，通过整合构象数据和定量唾液酸谱，证明了许多表现出病毒诱导的可及性变化的蛋白质是高度唾液酸化的，支持唾液酸在调节IAV附着中的作用。
 

图3.LiFT能够在系统范围内分析IAV附着时细胞表面的构象变化

除了已知的IAV附着因子外，LiFT还新识别一种参与病毒进入的宿主因子—胰岛素样生长因子1受体(IGF1R)。CRISPR/Cas9敲除IGF1R显著降低了IAV的感染效率，而重新表达该蛋白则能完全恢复病毒易感性，证明了表型的特异性。在天然对IAV感染具有抵抗性的Lec1细胞（一种糖基化缺陷型CHO细胞）中异源表达IGF1R，能够显著提升该细胞对病毒的易感性，证明IGF1R促进细胞对IAV的感染。

在机制上，研究通过分子对接与免疫共沉淀，证实了IGF1R胞外域与病毒血凝素(HA)的直接互作。此类膜蛋白-病毒蛋白的瞬时结合因技术所限此前少有报道，凸显了LiFT的技术优势。研究发现，IGF1R缺陷细胞呈现α-2,6-唾液酸化水平下降与病毒附着受损的关联表型；同时，可溶性IGF1R胞外域可竞争性抑制HA与细胞的结合，为其作为功能性受体提供了直接证据。

最后，靶向干预实验显示，IGF1R特异性中和抗体及多种小分子抑制剂，均能在体外有效且选择性地抑制IAV感染。这些遗传、生化与药理学数据共同确立了IGF1R是介导IAV早期感染的关键宿主因子，并初步验证了其作为抗病毒靶点的潜力。

图4.IGF1R作为IAV附着因子的功能验证

图5.IGF1R作为IAV的结合与入侵因子发挥作用

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总结
总结而言，LiFT技术作为一种新型化学蛋白质组学工具，实现了活细胞表面配体-受体相互作用及构象动态的分析，弥补了传统方法在生理环境互作检测中的不足。此外，LiFT技术具有广泛的适用性，可拓展至小分子药物-蛋白互作、病毒-宿主互作、免疫细胞识别等多个研究领域，为生物机制解析与治疗靶点发现提供强大技术支撑，有望推动相关领域的研究进展。

文献链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.5c14196

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