为大家推荐一篇发表在Analytical Chemistry上的文章，其标题为“Enabling Global Analysis of Protein Citrullination via Biotin Thiol Tag-Assisted Mass Spectrometry”。本文通讯作者是来自威斯康星大学的Lingjun Li教授，他们课题组专注于开发和应用基于质谱的信号分子功能解析新策略。本文中，作者设计并合成了瓜氨酸化修饰捕获探针，成功地对小鼠组织的瓜氨酸化蛋白质组进行了解析。 蛋白质瓜氨酸化修饰是一种新兴的翻译后修饰（PTM）。其通常在蛋白质精氨酸脱亚胺酶（PADs）的作用下，由精氨酸转化而成。从结构上来看，瓜氨酸化的形成很可能伴随着蛋白质精氨酸残基上的正电荷的丢失，进而对后续蛋白质构象及蛋白-蛋白相互作用等过程产生影响。然而，尽管其与多种疾病密切相关，但由于缺乏有效地瓜氨酸检测工具，因而无法对这一PTM具体功能进行评价。为了解决这一问题，本文中，作者设计并合成了瓜氨酸化修饰捕获探针。为了实现对瓜氨酸化修饰的高特异性的捕获，他们先使用2,3-丁二酮对瓜氨酸的脲基进行第一步反应，进而形成五元环，等待后续反应。接着，另外加入的生物素化的硫醇探针通过亲核进攻，使瓜氨酸化蛋白或肽段生物素化。后续通过基于生物素-链霉亲和素相互作用的富集策略以及LC-MS/MS的检测，他们即可获得全局性瓜氨酸化的信息。 通过优化，他们发现，这一探针与LC-MS/MS检测非常兼容，不会产生大量无信息的片段。同时，无论是在HCD、ETD还是EThcD等碎裂模式下，探针都有非常良好的覆盖度。以H3为模型蛋白，他们在体外测试了这一策略的特异性与准确性。结果显示，在没有PADs处理的情况下，H3上没有明显的瓜氨酸化修饰的信号。而在加入PADs后，H3上的瓜氨酸化修饰位点可以被有效地富集与表征出来。由此，他们确定了这一策略的可行性与可靠性。 于是，他们对小鼠的各个器官进行了瓜氨酸化修饰的表征。结果显示，在小鼠身体的六个器官和五个大脑区域中，他们成功鉴定了432种小鼠瓜氨酸化蛋白，并鉴定了691个高置信度的瓜氨酸化修饰的位点。进而，他们生成了第一个小鼠瓜氨酸组织特异性图谱。他们意识到，瓜氨酸化修饰可能在神经系统中发挥着关键作用，并且与多种代谢过程密切相关。 综上，本文中，作者设计并合成了瓜氨酸化修饰直接捕获探针，成功建立了小鼠的瓜氨酸化修饰组织特异性图谱。这一结果对瓜氨酸化修饰在生理和病理情况下的功能解析来说，具有重要的意义。 本文作者：KLH责任编辑：WXH文章链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.analchem.2c03844?ref=pdf原文引用：DOI: 10.1021/acs.analchem.2c03844
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