推荐一篇发表在Nature Chemistry上的论文，题目为“Discovering covalent inhibitors of protein–protein interactions from trillions of sulfur(VI) fluoride exchange-modified oligonucleotides”，通讯作者是清华大学化学系的向宇教授，向宇教授课题组主要致力于核酸硫化学修饰新方法的开发。
共价抑制剂具有较强的结合能力和持久作用，能够克服耐药性问题，提供更好的药理学特性。许多酶具有明确定义的配体结合口袋和活性位点，已成功地被共价抑制所靶向，然而对于蛋白质-蛋白质相互作用（PPIs），由于缺乏明确具体的结合口袋和位点，其抑制剂的开发但仍然具有挑战性。一般地，共价抑制剂的开发大多通过已知的非共价配体与反应性的弹头偶联来构建，其中通过适配体衍生的共价抑制剂已成功用于凝血酶。为了进一步最小化脱靶效应，必须谨慎平衡选择性和反应性，因此需要一种组合方法来筛选大型文库。
在这项工作中，作者利用六价硫氟交换反应（SuFEx）建立了一个高通量的共价抑制剂筛选的通用平台，从数万亿个磺酰氟修饰的寡核苷酸中发现共价抑制剂。作者选择磺酰氟作为共价反应性弹头，因为它具有广泛的靶点范围（赖氨酸、酪氨酸和组氨酸）和可控的反应性，特别适用于近距离引发的反应。在具体的流程中，首先第一步，将dATP替换为dATP-α-S作为原料来进行PCR生成含有磷酸硫代酯（PS）修饰的DNA；然后第二步，通过磷酸硫代酯与溴的取代反应引入芳基磺酰氟，构建磺酰氟修饰的DNA（SF-DNA）文库；接下来第三步SF-DNA文库与目标蛋白孵育，进行阳性筛选，有必要时，将SF-DNA文库与人血清或竞争蛋白一起孵育进行阴性筛选；第四步通过PAGE分离蛋白-DNA结合物，对于存在非共价结合的或者没有任何作用的SF-DNA序列则被丢弃；第五步通过将蛋白-DNA结合物的凝胶切下来浸泡在碱性溶液中去除交联的蛋白质，将筛选的序列恢复为其天然结构；最后，通过PCR扩增该序列，生成新的PS-DNA库，用于下一轮筛选。重复多轮筛选，直到筛选的序列富集到可以通过二代测序轻松鉴定的水平为止。在该筛选流程中，作者提出的磷酸硫代酯与溴的反应非常关键，可以按需实现安装和去除，有利于PCR在整个筛选流程中都能顺利进行，以此富集筛选的最佳序列。
接下来，作者基于该平台筛选了SARS-CoV-2 S蛋白与人ACE2蛋白相互作用的共价抑制剂。作者对S蛋白S1亚基进行了13轮体外筛选，最终获得了上述序列，通过合成以上序列，然后经过SDS-PAGE证明了SF-Seq1和SF-Seq2可以与目标蛋白形成共价结合物，并且通过SPR测定，其Kd均在纳摩尔级别水平。为了进一步确定共价结合位点，作者利用液相-串联质谱（LC–MS/MS）来进行确认，发现Y421和K458作为RBD结合位点，其中K458位于RBD的受体结合基序（RBM）内，成功靶向了RBD-ACE2蛋白相互作用界面的残基。此外作者还将获得的最佳序列进行了结构的截短与改造，并将其用于体外中和SARS-CoV-2病毒，结果证明抑制病毒的IC50为0.95±0.13 nM。总之，作者利用SuFEx反应开发了一个体外筛选共价抑制剂的通用平台，从数万亿个芳基磺酰氟修饰的寡核苷酸文库中发现了一类共价抑制剂，靶向SARS-CoV-2 S蛋白与ACE2之间相互作用界面的残基。原文链接: https://www.nature.com/articles/s41557-023-01304-z文章引用: https://doi.org/10.1038/s41557-023-01304-z
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