分享一篇发表在ACS Chem Biol上的文章：Cellular Labeling of Phosphatidylserine Using Clickable Serine Probes，本文通讯作者为田纳西大学诺克斯维尔分校化学系的Michael D. Best教授，其课题组主要方向是脂膜相关的研究，如开发可用于药物递送的脂质体。 

脂质控制许多关键的生物通路，异常的脂质生物合成和活性通常与疾病相关。而磷脂酰丝氨酸（PS）是一种参与多种生物过程的重要生物标志物，作为许多蛋白的配体，PS通过非共价蛋白质-脂质相互作用促进自身与蛋白质之间的结合。在正常情况下，PS主要定位于质膜的内小叶，在精子获能、细胞凋亡和某些癌症发生的过程中会转移到外小叶，因此PS可以作为有效的生物标志物。尽管脂质十分重要，但是由于脂质生物合成途径的复杂度较高，所以在体内对脂质分子生物合成和转运进行追踪十分困难。

使用被标记的生物合成前体可以实现细胞内复杂生物分子的动态检测和表征，这种方法在底物上引入一个很小的可点击的标签，并不干扰底物参与后续的生物合成途径，而且会产生功能化的产物类似物，该策略在研究细胞表面的聚糖方面得到了充分的应用。尽管已经有被标记的脂肪酸（FAs）用于示踪脂质代谢和翻译后脂化，卵磷脂、磷脂酸、糖磷脂酰肌醇等也已经通过标记的方法被充分研究过，但是并没有发展出PS的生物正交标记策略，本文中，作者他们用一系列带有可点击标签的丝氨酸类似物实现了PS的代谢标记。

由于丝氨酸是PS合成的直接前体，所以作者他们在丝氨酸上引入了可点击的反应基团，因为丝氨酸侧链的羟基是与PS甘油脂支架连接所必需的，所以在丝氨酸的羧基和氨基上进行了衍生，合成了N-L-SerN3、C-L-SerN3、N-D-SerN3、C-D-SerN3四个探针，N-D-SerN3、C-D-SerN3作为阴性对照。合成探针之后，先确认了了探针没有明显细胞毒性，然后在酵母细胞中进行PS的代谢标记，先用四种探针孵育细胞，然后加入CY3-DBCO，进行SPAAC反应，进行荧光成像，发现荧光信号主要位于细胞的质膜上，并用CellBright DiD进行了共定位实验，发现N-L-SerN3、C-L-SerN3的荧光与DiD的信号一致。用流式细胞术分析发现C-L-SerN3的信号在出芽细胞中有明显增强，这与之前的工作结果一致。证明了探针的有效性。之后，作者通过实验发现PS探针可以被PS合成酶Cho1p识别并且参与到脂质代谢中，用LC/MS和TLC实验检测了探针标记的脂质提取物，LC/MS实验结果表明N-L-SerN3标记到了PS以及其下游代谢产物PE和PC上，而C-L-SerN3则没有检测到标记在PE，因为羧基上的叠氮基团阻止了后续的脱羧反应。

综上所述，作者合成了丝氨酸探针，它们可以作为PS合成前体，参与到后续的脂质合成及代谢过程中。

本文作者：LZ

责任编辑：FTY

原文链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acschembio.2c00813?ref=pdf

文章引用：DOI：10.1021/acschembio.2c00813