Science 甲硫氨酸的化學選擇性標記

2021-02-08 王初課題組

       今天給大家推薦一篇Science上最新發表的文章，通訊作者是美國加州伯克利分校的Chris Chang教授，該組的一個重要研究方向是致力於發展化學生物學的技術，對生物分子進行選擇性標記、成像和組學分析。

       在本文介紹的工作中，他們報導了通過氧氮雜環丙烷試劑對蛋白質中甲硫氨酸進行選擇性氧化標記的方法和應用。和另外一種帶有硫原子的半胱氨酸相比，甲硫氨酸的化學反應活性相對較低，因而發展選擇性的甲硫氨酸反應探針挑戰性很大。基於甲硫氨酸容易被氧化這一現象的啟發，本文作者巧妙地利用硫原子醯亞胺化的反應，實現對甲硫氨酸進行標記。他們篩選了一系列相關試劑，最終發現氧氮雜環丙烷類試劑能夠非常有效地與甲硫氨酸反應，生成硫醯亞胺產物，其中OX3結構的反應活性最高。他們在單個胺基酸上和純化蛋白上依次驗證了該反應的高選擇性。隨後作者通過以OX3為反應基團的探針，實現了對camodulin蛋白上的甲硫氨酸的選擇性標記，在抗體蛋白上引入甲硫氨酸實現抗體蛋白與藥物分子的偶聯。最後，他們還利用化學蛋白質組ABPP的方法，發現了全細胞蛋白質組中反應活性較高的甲硫氨酸，並對其中的enolase中的一個未知功能的甲硫氨酸進行了生物學的驗證。

        該工作從甲硫氨酸被氧化這一普遍的現象出發，巧妙地拓展思路，設計和發現了一類全新的針對該胺基酸的標記反應，並展示了其多種生物正交反應中的應用，是一篇非常經典的、高質量的、值得借鑑的化學生物學研究工作。


原文連結：

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/28183972

原文引用：

Lin, S.; Yang, X.; Jia, S.; Weeks, A. M.; Hornsby, M.; Lee, P. S.; Nichiporuk, R. V.; Iavarone, A. T.; Wells, J. A.; Toste, F. D.; Chang, C. J., Redox-based reagents for chemoselective methionine bioconjugation.  Science 2017, 355 (6325), 597-602.



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