Hintergrund: Unter chemischer Vernetzung versteht man die intermolekulare oder intramolekulare Verbindung zweier oder mehrerer Moleküle durch eine kovalente Bindung. Die zu diesem Zweck verwendeten Reagenzien werden als „Vernetzungsreagenzien“ oder „Vernetzer“ bezeichnet. Auf der Grundlage von Faktoren wie Reaktivität und Spacerlänge werden sie in verschiedene Typen eingeteilt, die jeweils ihre eigene spezifische Funktion und Anwendung haben. In jüngster Zeit hat sich die chemische Vernetzung als effizientes Instrument für die Untersuchung von Biomolekülen wie Proteinen erwiesen. Sie wird in verschiedenen Studien eingesetzt, z. B. bei der Befestigung von Proteinen auf einem festen Träger zur Untersuchung von Membranrezeptoren, Protein-Protein-Komplexen, Protein-DNA-Komplexen und anderen. In Verbindung mit Techniken wie der Massenspektroskopie wird sie nicht nur für die Bestimmung dreidimensionaler Strukturen von Proteinen, sondern auch für die Untersuchung von Protein-Protein-Wechselwirkungen und die Bestimmung interessanter Stellen eingesetzt. Diese Kombination von Massenspektrometrietechniken und Bioinformatik hat unser heutiges Verständnis der Proteinchemie um eine weitere Dimension erweitert. Die chemische Vernetzung kann also auf vielfältige Weise eingesetzt werden.
Methoden: Wir haben eine systematische Suche in bibliografischen Datenbanken und Suchmaschinen wie Google Scholar, Scifinder, Scopus, Mendeley usw. zur Überprüfung der Forschungsliteratur durchgeführt. Wir schlossen Forschungsarbeiten aus, in denen nur über die Synthese von Vernetzungsmolekülen berichtet wurde und die keine massenspektrometrischen Studien enthielten.
Ergebnisse: Vierundsechzig Arbeiten wurden in die Untersuchung einbezogen. Die meisten Referenzen stammen aus den letzten zehn Jahren, da es in diesem Bereich in den letzten Jahren immense Fortschritte gegeben hat. Es wurden elf klassische Arbeiten auf diesem Gebiet aufgenommen, die sich mit den Grundlagen dieser Methodik befassen. Zweiunddreißig Arbeiten befassten sich mit verschiedenen Arten von organischen Gruppen, die für die Entwicklung von chemischen Vernetzern verwendet werden, sowie mit verschiedenen Methoden, die zur Verbesserung der Vernetzungseffizienz eingesetzt wurden. In diesen Beiträgen werden auch verschiedene Strategien zur Verbesserung des Nachweises von vernetzten Proteinen und verschiedene Computersoftware zur Erkennung von Vernetzungsstellen anhand von Massendaten vorgestellt. In einundzwanzig Beiträgen wurde der Nachweis der Anwendung dieser Methodik zum Nachweis von Proteinvernetzungen in vivo und in vitro erbracht.
Schlussfolgerung: Die Ergebnisse dieser Übersichtsarbeit bestätigen die Bedeutung der chemischen Vernetzung in Kombination mit der Massenspektroskopie als kostengünstige Alternative zum Verständnis von Protein-Protein-Interaktionen. Die mit dieser Methode gewonnenen Informationen können dazu beitragen, verschiedene Krankheiten besser zu verstehen und bessere Medikamente für sie zu entwickeln.