光亲和标记(Photoaffinity labeling)是一种近年来广泛应用的化学生物学手段。该技术借助特定的光化学反应基团，即光交联基团(Photo-cross-linkers)，在光激活下实现对生物大分子的原位共价捕捉。配合生物质谱等分子生物学手段，光亲和标记可以便捷地研究小分子配体及药物在生物体内的作用靶点及机制。然而，目前广泛使用的光交联基团在光亲和标记和化学蛋白质组学的应用中仍存在一个严重缺陷，即在配体或药物中引入这些光交联基团会损害配体和药物的原有生物学活性，进而干扰它们的靶点鉴定和机制研究。

近日，香港城市大学孙红燕教授，暨南大学麻楠教授及程柯博士合作，发展了以活性药效团作为新型原生光交联基团的独特策略，有效解决了这一难题。该研究发展了异恶唑基团（一种被广泛应用于药物开发的重要药效团）作为全新的原位光交联基团，并通过化学蛋白质组学成功鉴定了异恶唑类药物的体内作用靶点及机制。

作者首先研究了异恶唑分子在体外环境，与氨基酸、多肽和蛋白质之间的光交联反应及机理。结果表明，异恶唑基团能够在紫外光照射条件下，生成高活性氮杂环丙烯中间体，随即与亲核性的氨基酸发生交联反应。交联位点研究表明异恶唑基团对酸性氨基酸残基具有最好的光交联反应活性。

随后作者构建了一系列基于异恶唑的功能化探针分子，并在纯蛋白及全细胞水平研究了它们的光亲和标记效力。结果表明，芳基取代的异恶唑探针具有良好的光亲和标记能力。

最后，作者将该研究结果应用到了药物分子Luminespib的靶点鉴定工作中。Luminespib为临床用于癌症治疗研究的热休克蛋白（Hsp90）高效抑制剂，疗效显著，但其潜在的脱靶效应导致了严重的毒副作用。作者基于Luminespib结构中的原生异恶唑基团构建了探针isx10，利用蛋白质组学手段，鉴定并验证了Hsp90，PTGES2，NASP等一系列潜在的体内靶点。此外，作者还研究了含有异恶唑药效团的Danazol分子的潜在作用靶标，并对异恶唑基团在发展光触发式激活药物的研究做了初步探讨。

在该工作中，孙红燕教授、麻楠教授及程柯博士等人首次细致研究了异恶唑基团和氨基酸、多肽和蛋白质的光交联反应，并创新性地将异恶唑基团作为原位光交联基团应用到光亲和标记和化学蛋白质组学研究中，取得了显著的效果。这些研究结果不仅拓展了光交联基团的选择范围，也为未来异恶唑药物的研发提供了新的策略。