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分享的是一篇近日发表在Angewandte Chemie International Edition上的文章，题目为“Photoredox-Catalyzed Labeling of Hydroxyindoles with Chemoselectivity (PhotoCLIC) for Site-Specific Protein Bioconjugation”。文章的通讯作者是来自美国波士顿学院Abhishek Chatterjee课题组，主要开发新技术来探究复杂的生物学问题，为人类疾病创造新的生物治疗药物。
光氧化还原催化已被用于开发针对特定典型氨基酸残基以及肽和蛋白质末端的新型生物偶联策略。然而，这一方法仍然存在一些缺陷，包括全长折叠蛋白的不完全转化，对蛋白质标记的位点和化学计量的固有缺乏控制，以及脱靶效应等。在这项研究中，作者开发一种新型可见光催化的生物偶联反应PhotoCLIC，使用遗传密码扩展技术将芳香胺化学选择性附着到全长蛋白质的5-羟基色氨酸（5HTP）残基上，之后使用催化量的亚甲蓝和蓝/红发光二极管（455/650 nm）进行快速位点特异性蛋白质生物偶联。
首先，作者表达了151位点表面暴露5HTP的绿色荧光蛋白（sfGFP-151-5HTP），并使用它筛选了很多的反应条件。sfGFP-151-5HTP在蓝光（455 nm，7W）照射下，催化量亚甲基蓝的存在下，有效地与4-氨基苯乙酸（1，4 mM）形成稳定的蛋白偶联物（图1A，B）。为了阐明PhotoCLIC产物的结构，作者用5-羟基吲哚乙酸（5HIAA；2）和1对该反应进行了模拟（图1C），对反应产物进行了推断和机理解释（图1D，E）。
Fig 1.PhotoCLIC反应条件和优化 在优化的PhotoCLIC条件下，一些不同的苯胺衍生物（4-9）能与sfGFP-151-5HTP有效结合，产生单一纯净的单标记产物（图2）。 Fig 2. PhotoCLIC对苯胺衍生物广泛适用 作者还表达了另外四种含有5HTP残基的蛋白质：肌红蛋白、纳米荧光素酶、抗HER2-纳米抗体和全长人源化抗体Trustuzumab。如预期所料，每个蛋白质都能观察到相应的稳定的蛋白偶联物（图3）。 Fig 3. PhotoCLIC对不同的目标蛋白选择性标记 接下来，作者探索了使用PhotoCLIC制备荧光标记的亲和试剂。实验结果表明，抗HER2-纳米抗体-69-5HTP（图4A-B）与含有荧光素试剂的芳香胺稳定单一偶联，并且FACS分析证明荧光标记的抗Her3-纳米抗体成功染色SK-BR-2细胞（图4C）。
Fig 4. PhotoCLIC对抗Her2纳米抗体进行荧光标记
最后，作者为了推测PhotoCLIC可能与叠氮-炔烃环加成反应（SPAAC）兼容，构建了sfGFP报告蛋白，其中3号位点和151号位点分别含有两个不同的ncAAs，即5HTP和AzK（sfGFP-3-5HTP-151-AzK）。结果表明SPAAC和PhotoCLIC能在一种蛋白上实现双标记（图5）。 Fig 5. PhotoCLIC与SPAAC相容性 总之，本文作者开发了一种新型可见光催化标记的方法，在5HTP残基上对蛋白质进行定点标记。PhotoCLIC 是第一个可见光促进化学选择性修饰位点特异性掺入 ncAA 的例子。PhotoCLIC 提供了一种新颖的化学选择性结合策略，它将在生物技术和材料科学领域得到广泛的应用。 文章作者：WCJ 原文引用：10.1002/anie.202300961 责任编辑：LD
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