推薦一篇發(fā)表在JACS上的論文，通訊作者是來自UC Berkeley的Matthew B. Francis教授，他的課題組的研究重點是開發(fā)位點特異性蛋白質(zhì)修飾的新方法，用于構(gòu)建具有光學(xué)和治療功能的蛋白類生物材料。
對蛋白質(zhì)進行化學(xué)，區(qū)域選擇性和位點特異性修飾是化學(xué)生物學(xué)領(lǐng)域的重要研究手段，這對于我們對生物學(xué)的理解和新療法的創(chuàng)造都有巨大的價值。大部分的工作都集中在小分子與蛋白的精準偶聯(lián)，蛋白-蛋白的精準偶聯(lián)被證明更具困難，其主要挑戰(zhàn)在于連接大分子時必須克服的空間抑制，以及難以產(chǎn)生合適的選擇性反應(yīng)句柄。酪氨酸酶(TYR)介導(dǎo)的氧化偶聯(lián)，是TYR將酪氨酸氧化成鄰醌親電子體，進而與親核性殘基偶聯(lián)，從而實現(xiàn)蛋白之間的偶聯(lián)，這種方法在 4°C 到室溫的溫度范圍內(nèi)以及接近中性 pH 的條件下進行，以保持敏感蛋白質(zhì)的功能。
最近的研究表明從蘑菇中提取的酪氨酸酶（abTYR）在N 、C 末端酪氨酸殘基處催化位點特異性氧化偶聯(lián)反應(yīng)中取得了成功的進展。但是很快就有研究發(fā)現(xiàn)abTYR 無法氧化負電性較高、分子量較大的底物中的酪氨酸，而megaTYR 作用的底物范圍更加廣泛，可以氧化帶負電性較強的底物中的酪氨酸。從二者的結(jié)構(gòu)上分析，abTYR是一種蛋白質(zhì)復(fù)合物，并顯示出活性位點有較為明顯的空間位阻，而 megaTYR是單體并顯示出更開放的活性位點。此外，更重要的是，abTYR由于其表面有大量酸性殘基，因此與底物電性偏好密切相關(guān)。接下來作者對megaTYR靠近活性位點的表面暴露的殘基進行突變，當把55位的天冬氨酸突變成精氨酸后，發(fā)現(xiàn)megaTYR對于酸性的肽段末端酪氨酸的激活具有明顯的偏好性。
接下來，作者就利用abTYR對正電性肽段的偏好性以及megaTYR突變體對負電性肽段的偏好性按照電荷定向順序位點特異性地合成了一個多蛋白復(fù)合物。在abTYR的催化下， luciferase活化的酪氨酸與Y200C sfGFP上的Cys發(fā)生特異性偶聯(lián)（不受E4Y肽段的影響），然后在megaTYR催化下，Y200C sfGFP上的EEEEY中的Y被激活，與S152C mCherry上的Cys發(fā)生特異性偶聯(lián)，從而構(gòu)建成了多蛋白復(fù)合物。
總之，本文通過利用酪氨酸酶對底物電荷的偏好性通過氧化偶聯(lián)創(chuàng)建蛋白質(zhì)三聚體，證明了該系統(tǒng)生成復(fù)雜蛋白質(zhì)產(chǎn)品的潛力。
本文作者：ZJ
責(zé)任編輯：Guo ZH
原文鏈接：https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/jacs.1c03079
文章引用：DOI: https://doi.org/10.1021/jacs.1c03079
