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给大家介绍一篇来自“Journal of the American Chemical Society”的文章，题名为“Directed Evolution of a G-Quadruplex Peroxidase DNAzyme and Application in Proteomic DNAzyme–Aptamer Proximity Labeling”。
DNA酶由于其低催化率而在应用中受到限制。在这里，作者通过定向进化方法进化出了一种新的过氧化物酶DNAzyme mSBDZ-X-3，该方法基于其固有的过氧化物酶活性催化捕获自身生物素化的DNA。作者将mSBDZ-X-3应用于一种基于适配体偶联邻近标记的蛋白质组分析，以确定与细胞表面癌症生物标记物EpCAM和核仁蛋白结合的蛋白质。 作者进行了一个新开发的定向进化程序，如图1a所示。作者通过三种方法增加了选择性压力以选择更好的过氧化物酶DNAzyme变体。为进一步评估自生物素化的效率，作者对预先捕获的自生物素DNA酶进行了凝胶位移分析。与荧光分析一致，第七轮DNA库显示出比第一轮和第九轮相对更高的移位DNA带强度水平（图1k）。随后，作者克隆了第七轮富集的DNA库，进行了序列分析，并对进化的DNA酶进行了详细的生化和生物物理表征，以建立有效的过氧化物酶DNA酶变体。 图1
接着，作者进行了mSBDZ-X-3脱氧核酶的动力学分析。结果表明，mSBDZ-X-3 G-四联体脱氧核酶结构可能为更高摩尔比的辅因子铁态血红素提供近端结合位点，从而允许更高的反应速率。作者使用CD光谱研究了辅因子血红素对DNA酶结构的影响（图2c，d），并进一步评估了热稳定性(图2f)。实验结果表明，mSBDZX-3的基于序列的四链体结构稳定，并在与辅因子血红素结合时提高了活性。
图2
作者进行了一项大规模的蛋白质组学实验，选择AS1411适体−mSBDZ-X-3/T−血红素复合物作为阳性，选择AS1411-适体−血红素作为阴性对照，以比较标记效率（图3a）。GO富集分析结果证实，富集的蛋白质主要属于细胞质膜隔室（图4b）。接下来，作者对细胞表面蛋白质及其相互作用进行了富集分析。LC–MS/MS蛋白质组学结果揭示了与细胞表面核仁蛋白相关的分子网络的知识。总之，这些结果表明，适配体引导的基于DNA酶的标记方法允许深入分析以鉴定与癌细胞中特定抗原相关的细胞表面蛋白簇。这种系统还表明AS1411适配体−mSBDZ-X-3/T−血红素可以在组织病理学中靶向癌症组织。
图3 总之，作者展示了一种定向进化方法，从富含鸟嘌呤的DNA文库中进化出更好的过氧化物酶模拟DNAzyme变体。这种定向进化方法进化出一种更好的DNA酶序列变体，称为SBDZ-X与其他变体。mSBDZ-X-3是迄今为止进化的最稳定和最活跃的过氧化物酶DNA酶。mSBDZ-X-3的较小分子尺寸对于许多应用来说是一个优势。 本文作者：QHJ 责任编辑：FC 原文链接：https://doi.org/10.1021/jacs.3c02625 DOI: 10.1021/jacs.3c02625
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