Cell Chem. Biol. | 扩展可配位蛋白质组的化学工具:光反应性立体探针

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推荐一篇发表在Cell Chemical Biology上的文章“Chemical tools to expand the ligandable proteome: Diversity-oriented synthesis-based photoreactive stereoprobes”,通讯作者是来自Scripps研究所的Bruno Melillo和Benjamin F. Cravatt两位教授。在这篇文章中,作者构建了光亲和立体探针化合物库用于化学蛋白质组分析。

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近期,化学蛋白质组学成为在生物系统中发现小分子探针的通用策略,而使用基于立体化学的化合物库可以获得信息丰富的蛋白质相互作用谱。然而此前这类研究主要集中在使用与半胱氨酸残基共价结合的丙烯酰胺等亲电基团。鉴于蛋白质组中很多可配位口袋缺乏邻近半胱氨酸,因此作者希望构建光亲和立体探针,以获得与共价立体探针不同的蛋白质相互作用谱。
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于是,作者设计了以 tryptoline、azetidine和pyrrolidine为核心的3组光立体探针,每组包含4个立体异构体,随后利用这3组光立体探针进行了基于质谱的定量化学蛋白质组学分析,并主要关注其中表现出立体选择性富集的蛋白质。
在结果中,作者共鉴定到253种在癌细胞中丰度较高的具有立体选择性配体的蛋白质,其中大部分蛋白质在数据库中没有已开发的化学探针。作者还注意到,与在细胞裂解液中(in vitro)相比,约有一半的蛋白质优先在活细胞中(in situ)显示出与光立体探针的相互作用。作者将基于 tryptoline的光立体探针的结果与此前研究的丙烯酰胺立体探针的结果进行对比,发现二者具有非常有限的交集,说明光立体探针与共价立体探针与蛋白质的相互作用有很大不同。
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接着,作者尝试利用重组蛋白对鉴定到的光立体探针与蛋白质的立体选择性相互作用进行验证。在41个光立体探针靶标中有26个观察到与组学分析相符的立体选择性相互作用。作者也利用光立体探针的非光反应性类似物进行了竞争性实验,表明大部分光立体探针-蛋白质相互作用的亲和力较低。
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然后,作者希望将对蛋白质立体选择性配体的组学分析转化为对靶标蛋白的化合物库高通量筛选的通用工作流程。于是作者将纳米荧光素酶(NLuc)与靶标蛋白融合表达,将光立体探针与荧光基团连接,通过生物发光共振能量转移(BRET)定量光立体探针与靶标蛋白的结合,从而通过化合物对BRET信号的抑制来评估化合物与靶标蛋白的结合。
总的来说,这篇文章提出利用光亲和立体探针进行化学蛋白质组学分析,以不同于共价立体探针的方式拓展对蛋白质组可配位性的认知。
本文作者:LCX
责任编辑:FTY
文章链接:
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2451945624004409?via%3Dihub
原文引用:DOI:10.1016/j.chembiol.2024.10.005


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