推荐一篇发表在Nature上的文章，其标题为“Tracking chromatin state changes using nanoscale photo-proximity labelling”。本文通讯作者是来自普林斯顿大学的Tom W. Muir教授和David W. C. MacMillan教授，Tom W. Muir教授课题组专注于通过合成有机化学和物理化学的策略对蛋白质功能进行研究，David W. C. MacMillan教授课题组致力于有机催化与级联等策略的设计、开发与应用。本文中，作者联合分裂式内含肽（inteins）连接平台和基于金属铱Ir的光催化临近标记策略，设计并构建了一种无痕的细胞核空间蛋白质组微环境解析策略。
蛋白质-蛋白质相互作用（PPIs）是维持细胞生理学功能与信号传导的重要环节。蛋白质的突变、丰度改变或者外部刺激等扰动都可能显著影响原生PPIs，进而导致细胞生物学层面的改变，最终导致疾病的发生。因此，研究者构建了一系列检测与表征PPIs的策略，试图对这类事件的分子机制进行解析。然而，在细胞核的复杂环境中，由于许多PPIs具有低丰度、瞬时或多价等特性，而难以被常规策略所鉴定。
为了解决这一问题，本文中，作者设计并构建了染色质定位的邻近标记平台。首先，作者通过固相合成和“点击化学”策略，将此前报道的μMAP中使用的Ir催化剂连接到内含肽C端结构域的C端。同时，研究者在活细胞中利用顺转体系，实现了带有内含肽N端结构域的目的蛋白的表达。随后，他们通过核质分离策略分离了细胞核，再依次加入带有intein C端结构域的Ir催化剂和带有双吖丙啶的生物素化探针对目的蛋白半径10 nm范围内的蛋白进行标记。最后，将其中标记上生物素化的蛋白进行富集与基于十标TMT的LC-MS/MS定量检测。由此，试图对细胞核中的目的蛋白相互作用组进行揭示与分析。
首先，研究者们选择了H3.1和H3的着丝粒特异性变体CENP-A进行了评价。结果显示，与之前报道的一致，CENP-A与H3.1均能鉴定到其对应已经报道过的特异性相互作用蛋白。进一步，他们以H2A为目的蛋白，比较了更为精细的H2A与肿瘤相关突变体H2A-E92K之间的PPIs变化。结果显示，E92K突变确实引起了大量PPIs的变化。GO分析显示，突变下调了染色质修饰和重组相关蛋白的相互作用，这暗示了其很可能影响了H2A酸性补丁（acidic patch）结构域的相互作用。后续实验证明，H2A E92K与脱乙酰酶SIRT6的相互作用被显著下调，其对应的乙酰化修饰则有所上调。由此，此突变体能够进一步招募更多的转录激活因子，来激活转录事件的发生。最后，他们将这一策略应用于相互作用阻断剂相互作用靶点和脱靶位点的鉴定与评价中，并成功鉴定了H4Kac与溴区结构域（Bromodomain）相互作用阻断剂JQ-1、甲基转移酶抑制剂DOT1L以及泛CDK抑制剂AT7519的相互作用蛋白靶标与脱靶位点，再次证明其技术的能力与应用前景。综上，作者通过将分离式内含肽intein平台与基于金属铱Ir催化剂的邻近标记策略结合，设计并构建了细胞核中靶标蛋白相互作用组的定量、定性分析与检测平台。对于生物学过程中原生相互作用的扰动状态的评价与相互作用阻断剂药物的设计与开发来说，都具有重要的意义。文章链接：https://www.nature.com/articles/s41586-023-05914-y原文引用：DOI: 10.1038/s41586-023-05914-y
目前评论：