为大家分享一篇发表在ACS Chem. Biol.上的文章，文章的题目是“Efficient Ligand Discovery Using Sulfur(VI) Fluoride Reactive Fragments”，通讯作者是来自英国Francis Crick Institute的Jacob T. Bush和思克莱德大学的Nicholas C. O. Tomkinson，前者主要进行化学蛋白质组学和定量蛋白质组学方面研究，后者主要开发简单易行的合成化学。
随着靶向半胱氨酸的共价配体已经被广泛应用于探针、药物等领域，人们逐渐希望开发靶向其他氨基酸的共价配体，以扩大对整个蛋白质组的实用性。硫氟化物(Sulfur(VI) fluorides, SFs)是该领域常见的亲电试剂，它可以靶向多种亲核氨基酸残基，例如赖氨酸、酪氨酸、丝氨酸等。近期已有多个含SF配体的小分子抑制剂被报道，因此在本文中作者希望围绕SF反应性片段开发一种共价配体筛选策略，用于高通量筛选带有SF基团的共价小分子。
作者分别进行了2个阶段的工作：SF片段文库构建和针对特定蛋白靶标的筛选。首先作者构建了SF片段文库，作者将一系列胺基小分子分别连接上3种不同化学活性的SF片段从而构建了模块化文库。作者以DMSO为溶剂、N-乙基吗啉为碱，将琥珀酰亚胺活化的SF片段酰胺化连接在胺基小分子上。作者发现间位取代的SF化合物1由于SF基团的水解导致产率较低，因此最终选择了SF化合物2和3用于构建文库，得到了2个各包含352个成员的SF共价配体库。
随后作者选了3个蛋白进行筛选，CAII、KRAS4BG12D和BCL6，这三个蛋白都不包含催化位点，因此更适合共价配体靶向。作者将小分子与蛋白在4°C或20°C孵育24 h，并送入LC-MS对复合物进行分析。结果中大部分蛋白都是未被修饰的状态，证明SF基团基本不存在副反应。其中CAII和BCL6在SF化合物2的库中得到了Hits，SF化合物3由于固有的弱反应性没有命中；遗憾的是KRAS4BG12D在2个库中都没有命中。
随后作者依次对CAII和BCL6进行了验证。以CAII为例，作者首先通过竞争实验和串联质谱直接鉴定修饰肽段的方法确定了SF共价配体2b-e在CAII上的修饰位点，并且进行了结合动力学的测定，结果显示SF化合物会以缓慢的速率修饰在CAII的His64上。接着作者基于化合物2b-e合成了新的96个化合物，并得到了修饰率更高更快的2j、2k。
最后作者进行了化学蛋白质组实验用于研究共价配体在细胞内的靶标和脱靶情况。作者使用含炔基的共价配体处理活细胞后，对细胞裂解物进行生物素的click反应，并使用中性avidin beads富集送入串联质谱鉴定。结果显示除了目的蛋白CAII外，共价配体也会结合在多种酯酶如ABHD6和LYPLA1上，这可能是由于它们包含能与SF反应的亲和催化位点，也暗示了这些蛋白可能也适合于开发基于SF的共价配体抑制剂。
综上所述，作者在本文中开发了一种基于SF的共价配体筛选策略，并以CAII为例进行了位点分析和抑制剂结构优化，为后续共价配体的开发提供了新方法。https://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/acschembio.3c00034原文引用：DOI：10.1021/acschembio.3c00034
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