代谢物通过与靶向蛋白质相互作用在生物体中发挥重要作用,参与调控许多细胞过程,如信号传导、酶反应、蛋白别构调节等。然而,由于缺乏有效的研究手段,代谢物-蛋白质相互作用迄今为止没有被系统的研究。随着质谱技术的不断发展,高分辨质谱逐渐成为表征蛋白质-代谢物相互作用体系不可或缺的手段。特别是新兴的结构质谱技术能够在等效于天然溶液状态的情况下将非共价结合的蛋白质复合物从液相转变为气相进行测定。本研究依托超高分辨的傅里叶变换离子回旋共振质谱（FTICR-MS）,采用直接表征的结构质谱技术以及间接质谱法两种不同的技术路线,构建了相互补充、相互印证的体外表征代谢物-蛋白质相互作用研究平台。首先,构建了基于结构质谱法的蛋白质-小分子相互作用直接表征平台,并研究了以人血清白蛋白（HSA）为目标蛋白,多酚类次级代谢物黄酮为目标配体的互作体系。基于黄酮类分子结构的多样性,探究了不同功能基团对于该类分子与HSA结合模式的影响并以芹菜素为代表探究了黄酮类物质与HSA的结合位点。初步结果显示,黄酮分子结构中的双键及羟基的位置能够显著影响其非共价结合。通过竞争实验得出芹菜素主要结合在HSA的Ⅱ A结构域内（Site 1）。进一步地,利用结构质谱法检测到当布洛芬存在时,芹菜素与HSA的结合量明显上升,推测两者之间存在不同位点间的协同变构效应。利用圆二色谱及分子对接模型进一步证明了这种协同变构作用的存在^[1]。其次,构建了基于代谢组学技术的蛋白质-小分子相互作用间接表征平台并将其与直接表征平台结合应用于内源性脂质代谢物和过氧化物酶体增殖物激活受体（PPARγ蛋白）的互作体系研究。利用结构质谱对潜在相互作用体系进行直接验证,结果表明,除了文献已报道的多不饱和脂肪酸配体外,我们新发现溶血磷脂胆碱LPC（16:0）和LPC（18:1）也是PPARγ蛋白的内源性配体,利用等温滴定量热法及圆二色谱法很好的验证了该结果。这种结合方法既克服了基于直接质谱法通量低的技术短板,又筛除了基于代谢组学技术的间接表征过程中引入的假阳性结果,是一种可靠的高通量蛋白质-代谢物相互作用研究手段。