分享一篇ACS Central Science上的文章Facile Preparation of UFMylation Activity-Based Probes by Chemoselective Installation of Electrophiles at the C‑Terminus of Recombinant UFM1，本文的通讯作者来自瑞士苏黎世ETH化学与应用生物科学系的Jeffrey W. Bode教授，该课题组的研究方向为生物连接的蛋白合成和重组蛋白的位点特异性修饰。
泛素折叠修饰物 1 (UFM1) 是一种小泛素样蛋白，它与泛素结构类似，其氨基酸序列和功能不同。它包含83个氨基酸，具有C末端Val-Gly，而不是泛素结构中的Gly-Gly基序。UFM修饰与内质网稳态、DNA损伤反应、蛋白质翻译等过程有关。然而，UFM1的修饰和去修饰的过程还未完全阐述清楚，这有部分原因是因为目前还缺乏化学工具来研究UFM修饰。先前报道的两种合成探针仅限于脱氢丙氨酸和炔丙基胺，需要固相多肽合成（SPPS）、自然化学连接（NCL）才能制备它们，并不能扩展到多官能团的类型，因此一定程度上影响着UFM修饰功能的研究。在本文中，作者发现可以通过用肼切割相应的内含肽融合物或硫酯来常规制备UFM1的C端缬酰肼的探针（ABP）。首先作者证明了该方法可以在UFM1的C端安装多种亲电子基团，包括 α-卤代酰胺、环氧化物、炔烃和富马酸盐，并进一步地将各种含有亲电子基团的UFM1衍生的ABP应用到与 UFM修饰过程中已知酶的反应性中。作者重组表达了合成过程中的激活酶UBA5（E1亚基）、结合酶UFC1（E2亚基）和去UFM修饰酶 UFSP2，以及它们的活性位点失活突变体作为对照。作者发现不同的UFM1衍生化探针在与半胱氨酸蛋白酶和结合酶的反应中显示出一系列选择性，其方式取决于与UFM1蛋白和UFM修饰过程中已知酶的相互作用以及亲电试剂的性质。
有意思的是，作者发现α-氯乙酰探针2对UFSP2具有高度选择性，并且对其他激活酶、结合酶和解结合酶没有明显的反应性，并且当UFSP2的活性位点C302突变时，则会看到标记条带的消失，通过这种方式，作者初步确定α-氯乙酰探针 2 与UFSP2 的修饰位点为C302。进一步地，作者使用FLAG-IP和质谱的方式，证实了α-氯乙酰探针2对去UFM修饰酶UFSP2显示出高反应性和出色的选择性。
总之，本文作者开发了一类新的UFM1修饰衍生的ABP，其中包括了对UFM修饰酶UFSP2具有高选择性的α-氯乙酰衍生物探针，这有望用作研究UFSP2功能的表型工具。这种简便、灵活和选择性的 C 末端功能化方法也将有望用于制备其他泛素化衍生的ABP探针。
本文作者：LSC
责任编辑：JGG
原文链接：https://pubs.acs.org/doi/pdf/10.1021/acscentsci.2c00203
文章引用：DOI: 10.1021/acscentsci.2c00203
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