分享一篇发表在nature communications上的文章，文章题目为“A simple method for developing lysine targeted covalent protein reagents”，本文通讯作者为以色列魏兹曼研究所的Nir London教授，他们课题组主要研究方向是通过计算预测及实验方法研究共价抑制剂及激酶的信号传导。
共价工具化合物和化学探针已成为一种强大的技术，在化学生物学中有着广泛的应用。尽管人们现在对开发共价化合物有极高的热情，但是一些例如转录因子和PPI相互作用界面难以用小分子靶向。因此，研究人员使用肽或者肽模拟物来解决这类问题。Nir London课题组此前开发了CovPepDock的计算建模，针对14-3-3s蛋白的cys38设计出了带有丙烯酰胺和氯乙酰基的多肽结合剂，但是由于cys38只存在14-3-3s中，那么想设计一个可以广泛靶向14-3-3家族蛋白的结合剂就需要更换共价弹头。
本文作者就开发了一种基于硫醚修饰的甲基丙烯酸酯亲电试剂。作者选择2-溴甲基丙烯酸乙酯作为共价反应弹头出于两方面考虑：首先这个弹头要较为容易地安装在未被保护的多肽或者蛋白上，其次这个亲电试剂要同时能和硫醇及一级胺发生反应。
首先，作者根据CovPepDock设计了一系列可靶向14-3-3s的多肽序列，然后，用固相多肽合成的方法合成这些序列，对它们N端乙酰化之后，让多肽与2-溴甲基丙烯酸乙酯发生反应，将其安装在多肽上。
之后，多肽在200 mM，4℃条件下与2 mM蛋白过夜反应，多肽3（51%）、8（35%）、11（57%）都达到了一定的标记效果。
之后作者进行质谱实验检测了多肽与14-3-3s的结合位点，发现多肽11与cys38反应，多肽3和8与lys122反应。多肽3、8与14-3-3s的共晶结构表明lys122确实与多肽形成了共价键。由于lys122在14-3-3家族中是保守的，那么作者就合成了肽3、8、12（氯乙酰基反应弹头）的BODIPY标记探针，与细胞裂解液孵育，发现12只有一个标记条带而3和8有两条标记条带，下面的条带是六种14-3-3分子量相近的亚型，而上面的条带是分子量较大的e亚型。质谱实验也证明了多肽3、8几乎没有脱靶效应。最后作者还尝试把2-溴甲基丙烯酸乙酯安装在蛋白上，并实现对其互作蛋白的靶向结合。总而言之，作者使用2-溴甲基丙烯酸乙酯作为亲电反应弹头，结合他们开发的算法CovPepDock设计了可以广泛靶向14-3-3家族蛋白的共价结合多肽。
原文链接：https://www.nature.com/articles/s41467-023-42632-5#Sec30文章引用：https://doi.org/10.1038/s41467-023-42632-5
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