介绍一篇发表在JACS上的文章Bicyclic Picomolar OGA Inhibitors Enable Chemoproteomic Mapping of Its Endogenous Post-translational Modifications，文章的通讯作者是来自加拿大的西蒙弗雷泽大学的David J. Vocadlo，西班牙塞维利亚大学的Carmen Ortiz Mellet和来自英国约克大学的Gideon J. Davies。
O-GlcNAc是一种重要的糖基化翻译后修饰类型，尽管细胞内数百种蛋白质上存在O-GlcNAc，但只有两种酶调节这种修饰。其中一种酶是O-GlcNAcase（OGA），这是一种二聚糖苷水解酶，其中容纳了不同的底物。所以控制OGA的行为可以对我们理解O-GlcNAc途径的生化和细胞功能，所以基于OGA结构的抑制剂开发就成为一大重要命题。OGA使用的催化机制中需要底物的2-乙酰氨基基团的亲核参与，以形成瞬态且紧密结合的噁唑啉中间体。基于此原理，作者理性设计了一种存在假酰胺官能团的OGA亚氨基糖抑制剂，这些化合物表现出良好的脑渗透性，作者进一步基于此探针开发了一种可以方便地从脑组织中分离内源性OGA的方法，并发现了一组与内源性OGA相关的翻译后修饰。
基于O-GlcNAc过程中的双环中间体过渡态，作者通过两步合成方法合成了一系列具有双环DNJNAc-硫脲结构的抑制剂。通过比较抑制剂与hOGA的结合强度、特异性，计算其优势构象，最终认为37、38都可以作为研究O-GlcNAc的有用工具化合物，新的抑制剂消除了已有OGA抑制剂对于HexA的脱靶效应，且作者发现37在免疫印迹测定中通过使用泛特异性抗O-GlcNAc和抗OGA抗体监测O-GlcNAc和OGA的水平来评估nM浓度下呈活性。
通过将R基衍生为带炔基的基团后，作者可以通过这一抑制剂将大脑中的brainOGA富集出来。其后通过阻断OGA途径，利用作者衍生出的探针对OGA上的翻译后修饰位点进行鉴定，作者使用Byonic对30种最常见的蛋白质修饰的数据进行了靶向搜索，在436个得到的肽段上发现了339个具有PTM，这些位点大多数在以前是未知的，几乎所有的修饰位点都存在于蛋白质的表面。作者在在T346和S354处观察到新的O-GlcNAcylation位点，在残基716-916发现了相对较少了解的甲酰基修饰，还发现了一些非表面暴露的埋藏在催化结构域中的乙酰化修饰。
总而言之，作者报告了一类皮摩尔OGA抑制剂。O-GlcNAc作为一种仅通过少数酶调控的翻译后修饰类型，如何调控其定位、结合活性、蛋白酶体稳定性等等性质是非常复杂的调控网络，而翻译后修饰可能在此过程中扮演重要的作用，作者对于OGA的位点鉴定可能为我们了解OGA性质，并在不同器官中研究O-GlcNAc修饰具有参考意义。 原文链接: https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.1c10504
文章引用：DOI：10.1021/jacs.1c10504
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