介绍一篇发表在J. Am. Chem. Soc.上的文章，文章标题是“Development of Oxadiazolone Activity-Based Probes Targeting FphE for Specific Detection of Staphylococcus aureus Infections”。文章的通讯作者是来自斯坦福大学医学院病理学系的Matthew Bogyo教授。Bogyo课题组目前致力于开发化学工具，用以研究蛋白水解酶在人类疾病中发挥的作用。金黄色葡萄球菌是人类化脓感染中最常见的病原菌，可引起局部化脓感染，也可引起肺炎、伪膜性肠炎、心包炎等，甚至败血症、脓毒症等全身感染。为了在临床环境中实时检测金黄色葡萄球菌感染，能够选择性标记特定细菌种类的成像分子仍然具有挑战性。丝氨酸水解酶是大多数生物体中最大的功能酶类之一，目前用FP探针可以用于高度亲核活性位点丝氨酸的标记。虽然FP探针已被证明是特别有价值的，但由于它在丝氨酸水解酶中的普遍反应性，难以用于特异性检测金黄葡萄球菌的感染。因此，作者认为亟需找到一种新型的warhead，能够特异性标记金黄色葡萄球菌中特定的丝氨酸水解酶，从而用于特异性检测金黄色葡萄球菌的感染。本研究中，作者发现系列靶向金黄色葡萄球菌丝氨酸水解酶FphE的系列分子，这些分子都拥有噁二唑酮类的motif。尽管化合物8与9的活性达到了纳摩尔级，已知Ser108是丝氨酸水解酶FphE的活性位点，但是化合物8在FphE S103A的突变中仍然具有结合FphE的能力，显示8具有其它结合位点。而化合物9在FphE S103A的突变中不具备结合FphE的能力，显示9的位点位于S103。因而，后续以化合物9开展了靶点验证、共晶结构解析工作，并解释了噁二唑酮的作用模式。同时作者需要验证FphE在活菌中的分布，利用9开展了SDS-PAGE的标记。作者通过两种处理方式，一种是直接添加9标记活菌，另外一种利用蛋白酶K水解菌的外膜蛋白，然后再添加9进行活菌标记。研究发现，9在蛋白酶K的处理下仍然能够有效标记FphE，显示FphE是菌内定位的蛋白。基于这一点认知，作者认为可以开发基于噁二唑酮的荧光探针10。10显示特异性标记FphE的同时，能够对活菌进行标记，且不具有毒性。作者随后在金黄色葡萄球菌感染的小鼠模型中，将10通过口服给药可以特异性定位到感染的部位。总之，作者开发了一类靶向FphE的噁二唑酮类小分子，解析了该类分子与FphE的作用模式，以及将该类分子用于特异性检测金黄葡萄球菌的感染。原文链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.3c13974文章引用：doi.org/10.1021/jacs.3c13974
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