結構生物化學/蛋白質/氘交換質譜 (DXMS)
氘交換質譜是一種功能強大的工具，可以用來研究蛋白質/酶的結構和相互作用。它還可以確定與磷脂相關的蛋白質和酶的位置和方向。
這是基於氫與溶劑交換的原理。蛋白質分子上的氫原子可以分為三類 (1)
1) 幾乎不交換 (直接與 C 相連的 H)
2) 交換速度非常快 (與側鏈原子相連的 H)
3) 交換速率取決於區域性環境 (醯胺氫 N-H) (1)
可以透過實驗使用氘代水來追蹤蛋白質分子中發生交換反應的氫原子。
上面列出的第三個過程，醯胺氫交換，描述如下：
1) 在氘代水中孵育的蛋白質與探針/擾動反應，以顯示它如何影響水的可及性，從而影響醯胺氫交換速率。只有當醯胺氫在溶劑水中反應時，它才能順利有效地進行。顧名思義，暴露於疏水區域的氫需要更多時間交換，並且有更高的可能根本不交換，因為效率取決於醯胺氫是否在溶劑水中。
2) 氘原子可以“固定到位”以防止進一步交換 (1)
3) 高效液相色譜-質譜分析然後使用蛋白酶，它是一種催化劑，將蛋白質消化/切割成其各自的肽，這些肽的長度為 5-15 個氨基酸。
4) 質譜法用於將這些消化後的肽片段化成更小的片段，這有助於識別肽。
這種方法的一個侷限性是碰撞誘導解離會導致“重排”，即氘原子在肽內改變構象 (1)。減少重排機會的方法是電子轉移解離。
DXMS 研究了兩種有效的、特異的和可逆的脂類抑制劑。這些抑制劑提供了非常特異的停靠方法，並且當停靠時，抑制劑的精確結合構象變得明確。一種特異的和可逆的抑制劑是底物，並且當這種抑制劑停靠時，它可以提供一個影像，顯示與酶活性位點結合的磷脂分子種類的構象 (1)。
DXMS 也可與磷脂雙層奈米盤結合使用來分析膜蛋白構象。過去，在體外系統中透過洗滌劑膠束或脂質體進行研究存在一些問題。由於其洗滌劑性質，洗滌劑膠束往往會使膜蛋白變性。脂質體形成大小混合的單層囊泡，導致結果不一致 (2)。奈米盤與 DXMS 結合使用，為研究膜蛋白提供了一種解決方案。
奈米盤由膜支架蛋白、脂類和待研究的膜蛋白在磷脂/洗滌劑溶液中混合而成 (2)。去除洗滌劑以使奈米盤自行形成。奈米盤使蛋白質保持其天然構象。然後，奈米盤透過尺寸排阻色譜純化，純化的奈米盤多次經受氘代緩衝液處理 (2)。DXMS 需要快速進行，以最大限度地減少氘從猝滅中的損失。三種方法有助於確保奈米盤與 DXMS 結合使用的成功 (2)
1) 透過新增膽酸鹽分解奈米盤（膽酸鹽是有效的，因為它會增加膜支架蛋白肽和蛋白質消化）
2) 氧化鋯珠將磷脂與混合物中的其他物質分離
3) 最佳化色譜法用於將膜支架蛋白肽與膜蛋白肽分離
DXMS 與奈米盤結合使用，可以分析蛋白質在其天然構象中的結構，最終，蛋白質的天然構象有助於理解其功能。
1. Annu Rev Biochem. 2011 年 6 月 7 日；80:301-25. 質譜在脂類和膜中的應用。Harkewicz R、Dennis EA。來源 加利福尼亞大學聖地亞哥分校醫學院化學和生物化學系以及藥理學系，美國加利福尼亞州拉霍亞 92093-0601。rharkewicz@ucsd.edu
2. Anal Chem. 2010 年 7 月 1 日；82(13):5415-5419。磷脂雙層奈米盤中膜蛋白的構象分析，採用氫交換質譜法。Hebling M、Christine。