推荐一篇发表在Nature Chemistry上的文章，Single-electron transfer between sulfonium and tryptophan enables site-selective photo crosslinking of methyllysine reader proteins，文章的通讯作者是来自西湖大学的吴明轩教授。吴教授主要从事翻译后修饰表征、蛋白半合成和小分子探针开发方向的研究。
甲基赖氨酸作为组蛋白上重要的翻译后修饰，基本上不改变组蛋白上赖氨酸残基的电性，因此被认为主要通过招募对应的识别蛋白实现其调控功能。已发现的甲基赖氨酸识别结构域均具有相似的活性中心，通过含色氨酸的芳香笼与甲基赖氨酸结合。赖氨酸甲基化失调可能导致癌症，针对甲基赖氨酸识别蛋白的抑制剂开发具有极大的医疗潜力。现有的蛋白组学研究表明，生命体内仍存在大量未被发现的甲基赖氨酸识别蛋白。因此，开发针对甲基赖氨酸修饰识别蛋白的高选择性探针，对发现新的甲基赖氨酸识别蛋白具有重要意义。本文作者开发了一种基于硫鎓离子的探针，通过光激发的单电子转移反应，实现了对甲基赖氨酸识别蛋白的特异性标记。作者认为，硫鎓离子具有和甲基赖氨素相似的电性和大小，因此有可能作为甲基赖氨酸的类似物与对应的识别蛋白相结合,并且可以通过光激活的单电子转移反应实现对邻近色氨酸的交联。他们首先合成了正亮氨酸-ε-二甲基硫鎓(NleS+me2)，并基于组蛋白H3K9序列构建了含有NleS+me2的短肽peptide-5，并检测了该多肽和对应的H3K9赖氨酸甲基化识别蛋白CBX1的结合能力。实验结果表明，peptide-5和对应的含甲基赖氨酸残基的多肽对CBX1具有相似的结合能力。他们随后利用光激活的单电子转移反应成功实现对CBX1上色氨酸的标记并且对该反应的特异性进行了表征。他们发现NleS+me2-多肽的标记高度依赖于组蛋白序列和识别蛋白的结合，对不能结合的赖氨酸甲基化识别蛋白几乎不会产生标记信号。在单蛋白水平上取得了良好的效果后，他们尝试将该方法应用于活细胞体系之中来发现新的赖氨酸甲基化识别蛋白。他们基于组蛋白H3K4合成了含脱硫生物素的NleS+me2多肽探针，通过与对应的赖氨酸甲基化多肽进行竞争性标记，利用自下而上的蛋白质组学方法鉴定到了一系列H3K4赖氨酸甲基化识别蛋白并确定了对应的活性色氨酸位点。他们发现BRWD3这一新型赖氨酸甲基化识别蛋白并通过点突变等方法验证了结果的可靠性。最后，他们还将基于硫鎓的单电子转移光交联反应应用到了其他烷基胺结合蛋白的鉴定之中。综上，本文作者开发了基于硫鎓的单电子转移光交联反应用于组蛋白赖氨酸甲基化识别蛋白的鉴定之中，为新甲基赖氨酸修饰识别蛋白的开发提供了新工具。原文链接：https://www.nature.com/articles/s41557-024-01577-y文章引用：10.1038/s41557-024-01577-y
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