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本文作者发明了一种能够与聚合蛋白发生Michael加成反应从而发生荧光变化的探针，并阐述了其发生荧光变化的机理
大家好，今天给大家分享一篇发表在Angew上的文章“Covalent Probes for Aggregated Protein Imaging via Michael Addition”，文章的通讯作者是来自中科院大连化物所的刘宇教授，其课题组主要从事由于蛋白质错误折叠与聚集引发疾病的化学生物学研究。
蛋白质需要折叠成特定的三维结构才能表现其生物功能。基因突变、环境压力、老化等原因可能导致蛋白质错误折叠和聚集，从而引发蛋白质构象病，如神经退行性疾病和一些癌症等。目前，对于聚集蛋白的非共价探针已经得到了许多研究，但针对聚集蛋白的共价探针还未被普遍报道。针对这一问题，本文作者发明了一种能在蛋白聚集过程中与蛋白发生Michael加成反应从而产生变色的荧光探针。
Kaede蛋白是一种光转换蛋白，根据这种蛋白的荧光转换原理，作者设计了类似具有Michael受体结构的探针AggSwitch(P1)，并利用大肠杆菌二氢叶酸还原酶突变体(mut-DHFR)进行实验，发现蛋白质正确折叠时，不产生荧光，在酸诱导DHFR错误折叠和聚集后，首先观察到红色荧光的出现，随着蛋白质聚集的进行，荧光由红色到黄色迁移，最后变为绿色，且变为绿色时的荧光波长与Michael加成产物P2和P3相似，说明荧光变化可能是由P1 Michael加成引起的。
随后，作者纯化去除非共价结合物，进行MALDI质谱、串联质谱分析，在DHFR蛋白分子上鉴定出了两种共价修饰，分别是C85和C152，且C85位的标记率更高。C152位暴露在蛋白表面，但为带电极性环境，而C85在聚集蛋白内部为疏水环境，由于极性相近，因此P1探针与疏水的C85更易结合。不同聚合蛋白与探针的反应性不完全相同，与聚合蛋白的致密性及其与探针的化学反应性有关。
蛋白质聚集是一个多步骤相分离的过程，作者针对聚集过程中不同物相进行分离、质谱分析，发现红色荧光来自于错误折叠的低聚蛋白与P1探针的非共价结合，当不溶性聚合蛋白均被P1共价修饰，荧光就转化为绿色。
综上，本文作者发明了一种能够与聚合蛋白发生Michael加成反应从而发生荧光变化的探针，并阐述了其发生荧光变化的机理。该探针的开发为聚合蛋白的成像、化学蛋白质组学分析等提供了新的途径。
本文作者：CRY
责任编辑：LDY
原文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202015988
原文引用：DOI : 10.1002/anie.202015988
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