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分享一篇来自ACS Chemical Biology的文章“Cellular Labeling of Phosphatidylserine Using Clickable Serine Probes”。
磷脂酰丝氨酸(Phosphatidylserine, PS)是一种重要的生物标志物,其作为许多蛋白质的配体,通过非共价蛋白-脂质结合相互作用驱动它们的膜结合。尽管PS等脂类具有重要意义,但由于脂类生物合成途径的复杂性,在体内追踪脂类分子的生物合成和运输较为困难。为此作者基于生物正交策略,使用一系列可点击的丝氨酸类似物对PS进行标记,使其可以通过LC-MS、荧光成像、薄层色谱等方法,实现对PS的追踪和定位。
丝氨酸是PS合成的前体,因此作者想到向丝氨酸上的活性基团引入可点击叠氮标签,合成了N-L-SerN3和C-L-SerN3两种探针,并合成了N-D-SerN3和C-D-SerN3作为对照。随后作者验证了探针对酿酒酵母细胞的毒性,结果显示对照组对细胞有一定毒性,而N-L-SerN3和C-L-SerN3在1.5 Mm浓度下对细胞增殖没有影响。 接着作者使用上述探针对酵母细胞进行标记。使用Cy3-DBCO通过
SPAAC对探针-细胞的共孵育物进行click标记,然后在共聚焦显微镜下观察,发现N-L-SerN3和C-L-SerN3显示出强荧光且共定位实验显示,N-L-SerN3和C-L-SerN3标记在细胞膜上,而对照组N-D-SerN3和C-D-SerN3几乎不显示出荧光。该结果证明改探针具有细胞膜立体选择性。
除此之外,作者还观察到C-L-SerN3在出芽细胞上的标记效果增强了。
为了探究丝氨酸探针是否与PS生物合成机制相互作用,作者评估了其对白念珠菌中PS合成酶Cho1p活性的影响。3H标记丝氨酸后,使用细胞膜上提取的cho1p酶进行催化合成PS,结果显示3H转化丝氨酸为PS的过程被丝氨酸探针以时间-浓度正相关的方式抑制了,这些探针与Cho1p相互作用使 3H -丝氨酸向3H-PS的转化受到竞争或阻断。作者还使用LC-MS对标记的酵母细胞裂解物进行分析,发现脂质产物PS、PE、PC均含有N-L-SerN3标记,这证明了探针参与PS合成。
最后作者还使用TLC检测探针参与PS合成的过程。收集指数增长期被N-L-SerN3标记后的细胞,然后使用CuAAC将探针标记并与未进行click反应的组进行对照。结果显示在4*泳道显示出新的荧光带,对比对照该条带为PE。
综上,作者开发了可作为PS合成底物的,具有立体选择性的丝氨酸探针N-L-SerN3和C-LSerN3,并通过LC-MS、荧光成像和TLC证明了其可追踪和定位PS合成过程的能力。 本文作者:WWZ 责任编辑:FC DOI:10.1021/acschembio.2c00813
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