ACS central science上的文章，文章通讯作者是来自瑞士苏黎世联邦理工学院，化学和应用生物科学系的Jeffrey W. Bode教授，他的课题组研究方向是合成有机化学，蛋白质偶联、蛋白质化学合成等。这篇文章发展了一种工程化的嵌合体 E1 激活酶和 E2 SUMO 结合酶 Ubc9 进行位点特异性蛋白质泛素化。
Ubc9 是一种催化SUMO修饰到底物上的唯一已知的 E2酶，它有两个显著的特征，一是它识别蛋白质底物特有的序列，即 SUMO 修饰基序ΨKxD/E，其中 Ψ 是疏水残基，x 是任何残基。二是Ubc9在无E3存在时它也能直接将底物连接上SUMO修饰。受此特征的启发，2020年，作者在Nature chemistry发表的这篇文章（Nature Chemistry. 2020, 12, 1008–1015）利用 Ubc9 实现了直接、位点特异性地将泛素硫酯转移到天然和非天然 SUMO 化底物的赖氨酸残基上。尽管选择性很强，由于限速步硫酯连接反应动力学慢，并且对于硫酯基团的需要限制了它在体外反应的应用。
为了克服上述问题，本文作者开发了一种嵌合体E1，它包含了来自SUMO E1的泛素折叠结构域和半胱氨酸催化SCCH结构域，它够激活泛素的C末端羧基，将天然的泛素连接到Ubc9, 避免了Ub-硫酯的需要。同时，作者还将此嵌合体E1进行了定向进化提高了催化效率，得到了ChE1 v4.5版本。接着作者利用带有LACE 标签 (IKQE)的模式底物GFP-1，证明了在体外，Ubc9和ChE1 v4.5能够位点特异性地单泛素或者寡泛素修饰GFP-1。最后作者还证明了嵌合体 E1、Ubc9、Ub 和靶蛋白可在大肠杆菌中共表达，实现单泛素化修饰蛋白的制备。
本文作者：ZX
责任编辑：LDY
原文链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acscentsci.1c01490
文章引用：DOI：10.1021/acscentsci.1c01490
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