J. Am. Chem. Soc. | 方酸衍生物用于赖氨酸共价标记

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给大家推荐一篇发表在JACS上的文章，Assessing Squarates as Amine-Reactive Probes，文章的通讯作者是来自麻省理工学院的Laura L. Kiessling教授，Kiessling教授主要从事细胞表面识别过程的机制研究。

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蛋白的共价修饰探针在解析蛋白结构和功能、开发小分子蛋白配体和指认蛋白结合位点等领域有着十分重要的作用。许多人类和微生物蛋白质缺乏有效的小分子配体，这促使人们寻找能够将配体转化为共价探针的官能团。现有的共价反应性官能团很多是靶向半胱氨酸基团的，但是由于半胱氨酸丰度较低，且很多以二硫键形式存在，不具有反应性，因为研究者们逐渐开始开发靶向其他亲核性氨基酸残基，如赖氨酸的共价反应性基团。但是，常见的赖氨酸反应性基团例如NHS酯因为反应性较强容易产生非特异性的标记。因此开发一种反应活性适宜，能发挥出配体导向性的赖氨酸共价反应基团就显得十分必要。
本文作者开发了一种基于方酸衍生物的共价反应基团，并对其赖氨酸标记能力进行了表征。首先他们以苯胺和方酸酯为模型对该反应的动力学进行了测试，发现方酸酯与苯胺的反应是一个两步过程，即两个对称的酯键都可以和氨基发生反应，其中第二步反应的动力学十分缓慢，其反应速度比NHS低三个数量级。这预示着可以使用酰胺化的方酸酯类化合物作为一种十分温和的赖氨酸反应基团，用于蛋白共价配体、共价探针的开发之中。与此同时，通过调整酰胺化部分链接的基团还可以有效地调整方酰胺与赖氨酸的反应活性，更有利于对反应基团活性的控制。

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随后，研究者们利用一种UDP衍生的方酸对来自结核分枝杆菌的UDP-糖加工酶GlfT2进行修饰。实验结果表明，尽管该酶具有21个表面暴露的赖氨酸，UDP-方酸衍生物的主要修饰一个靠近结合位点的赖氨酸以提供共价抑制。这些发现证明了方酯和方酰胺的选择性，这是基于亲和的化学蛋白质组学探针的关键特征。

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综上，研究者们开发了一种基于方酸衍生物的共价赖氨酸反应基团，该基团的反应活性温和且可调节，在蛋白共价配体和共价探针开发方面具有巨大应用潜力。

本文作者：Guo ZH

责任编辑：WFZ

原文链接：https://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/jacs.2c05691

文章引用：DOI：10.1021/jacs.2c05691

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