为大家分享一篇发表在ACS central science上的文章Stereoretentive Post-Translational Protein Editing，通讯作者是来自牛津大学的Benjamin Davis教授。本文介绍了一种无需遗传操作的蛋白质氨基酸残基编辑手段，在温和条件下完全保留天然氨基酸前体的立体化学。 
天然蛋白上存在的翻译后修饰大大扩充了蛋白功能的多样性，一些人工编辑产生的非天然PTM也大大扩充了蛋白可能有用的生物化学应用空间。但的位点翻译后编辑往往需要非天然氨基酸插入技术，并伴随复杂的遗传操作和蛋白进化过程。利用化学手段直接编辑产生蛋白位点的翻译后编辑因此成为一个重要的解决方案。
通过活化Cβ–X键，人们可以编辑出除甘氨酸外的各种氨基酸形式。但通过碳正电/负电化学在生物体条件下很容易被外界环境quench，经典的自由基化学可以通过形成脱氢丙氨酸(Dha)残基来将各种侧链引入蛋白质支架，但是这种方法会消除原有位点上的手性选择性，生成D/L=1:1的非对映异构体。在本文中，作者结合DFT计算和SN2Ar取代反应发展了一种基于五氟吡啶(PyF5)的两步反应，基于蛋白上天然的半胱氨酸位点构建出一系列Cβ–Hγ， Cβ–Oγ， Cβ–Seγ， Cβ–Cγ和 Cβ–Bγ位点。
作者通过条件优化使得目标蛋白半胱氨酸可以在生理的弱碱性条件、室温情况下在30min内几乎完全被PyF5标记上。在测试的蛋白底物，如组蛋白H3/H4、Pre-SUMO1等蛋白上都证明了半胱氨酸成功的全氟吡啶化，并且这种修饰具有位点选择性。这种S-芳基化的产物使得研究者可以以温和的条件获得一个立体保留的L-丙氨酰自由基中间体，研究者可以进一步通过这一自由基插入各种C/H原子及其他杂原子。
作者在一种参与细菌磷酸盐转运的蛋白PstS的Cys178位点上通过五氟吡啶构建出了一系列Cβ–Oγ， Cβ–Seγ， Cβ–Cγ和 Cβ–Bγ键，以极高的选择性和通量生成了一系列带有功能位点的蛋白。这一反应囊括的Cβ–Cγ键构建还允许研究者获得完全天然的L-残基或其翻译后修饰的变体，如在组蛋白H3中间体中加入烯丙胺或乙酰烯丙胺即可在该位点上产生完全天然的L-赖氨酸和L-N-乙酰赖氨酸残基。 总之，本文基于化学合成手段发展了一种无需遗传操作的手性保留蛋白位点编辑方法，为研究者更快捷、简便地得到需要的天然翻译后修饰/非天然氨基酸插入蛋白质提供了帮助。 原文链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acscentsci.2c00991 文章引用：10.1021/acscentsci.2c00991
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