脂质与多种重要的生物通路息息相关（图1），其异常的生物合成或结构也与疾病存在关联。在多种脂质中，丝氨酸磷脂（Phosphatidylserine, PS）是一种参与多种生物过程的重要脂质分子，可通过非共价相互作用促进蛋白与质膜的结合，而在精子获能、癌症生发等生物过程中，PS在质膜内的定位也会发生明显的转移。PS的生物合成往往是利用丝氨酸与脂质作为反应底物。在对脂质的研究中，基于脂肪酸的生物正交标记策略已被广泛用于多种脂质的研究，但当下仍未发展出针对PS的生物正交标记策略。基于这一背景，作者开发了基于丝氨酸探针的PS生物正交标记策略。

首先，作者设计并合成了一系列可用于PS标记的丝氨酸类似物（图2）。由于合成PS的过程中需要通过丝氨酸侧链的羟基与甘油酯骨架结合，因而其氨基或羧基端均可引入生物正交的官能团。因此，作者分别设计并合成了两种含有叠氮基团的丝氨酸探针N-L-SerN₃和C-L-SerN₃，而鉴于PS合成酶对底物的高度构型选择性，作者同时设计了两种阴性对照探针N-D-SerN₃和C-D-SerN₃。并验证了几种探针对酵母细胞不存在明显的细胞毒性。

接下来，作者验证了四种探针在酵母细胞中对PS的标记效果（图3）。在使用可与探针中叠氮基团发生环张力加成反应的DBCO-Cy3分子与细胞内被代谢插入PS上的丝氨酸探针反应后，作者通过荧光成像的方式观察了探针的细胞内定位。结果表明，N-L-SerN₃和C-L-SerN₃两种探针的荧光信号与细胞膜有着良好的共定位效果，而对照探针N-D-SerN₃和C-D-SerN₃则基本无法观察到荧光信号。此外，进一步的研究表明，C-L-SerN₃探针的标记实验中可观察到荧光信号在发生出芽过程的酵母细胞中有着明显的增强，而先前有报道酵母出芽过程中PS会聚集在出芽处相一致，证明了探针可被代谢标记至细胞内的PS中。

随后，作者通过体外实验对两种丝氨酸探针对PS合成酶抑制天然PS合成过程的能力进行了探究（图4）。通过使用含同位素标记丝氨酸并鉴定所产生的PS内同位素的强度，作者发现在所测试的多种浓度下，两种丝氨酸探针均能够抑制天然PS的合成，从而证明了两种探针可被PS合成酶识别，参与到PS的合成中。

最后，作者使用多种手段表征了细胞内探针对PS的标记情况，通过液相色谱-质谱联用，在含有N-L-SerN₃探针培养的酵母细胞裂解物中检测到了分子量与被标记PS相同的分子，而其下游的一系列代谢产物也可被标记（表1），薄层层析的结果也表明对数期生长的细胞能够代谢N-L-SerN₃探针并将其标记在PS及其下游代谢产物中（图5）。而在检测C-L-SerN₃探针的标记情况时，作者则发现仅有PS可被标记与检测到，其下游代谢产物则无法被标记（表2），这可能是由于C-L-SerN₃探针使得下游代谢过程中的脱羧反应无法发生，从而无法生成后续产物，也说明了C-L-SerN₃探针在体内有着更高的PS靶向性。

总而言之，本文开发了两种基于代谢标记的生物正交丝氨酸探针，并通过一系列实验验证了两种探针均可在酵母细胞内实现对PS的标记（图6）。其中，N-L-SerN₃探针在标记PS的同时，也能够进一步通过代谢从而标记到其下游代谢产物中，而C-L-SerN₃探针由于牺牲了丝氨酸原本所具有的羧基，从而无法参与后续的脱羧代谢，对PS有着更高的标记选择性。上述方法首次开发了针对PS的生物正交标记策略，有望于进一步拓展至对PS或其他脂质的代谢研究中。