本周推薦一篇發(fā)表在JACS上的文章：Proximity Histidine Labeling by Umpolung Strategy Using Singlet Oxygen，文章的通訊作者是來(lái)自東北大學(xué)的Shinichi Sato教授，他們課題組主要致力于開(kāi)發(fā)生物偶聯(lián)策略合成新的生物材料用于臨床診斷和工業(yè)生產(chǎn)。
開(kāi)發(fā)新的蛋白共價(jià)偶聯(lián)策略是探索生命活動(dòng)以及制備生物材料的重要手段。鄰近標(biāo)記策略是近些年來(lái)發(fā)展十分迅速的蛋白標(biāo)記方法，被廣泛應(yīng)用于蛋白-蛋白相互作用以及區(qū)域定位等方面。單線態(tài)氧是一種可以由光催化劑光照產(chǎn)生的高活性氧物質(zhì)，之前科學(xué)家們利用單線態(tài)氧介導(dǎo)的二硫鍵生成從而實(shí)現(xiàn)蛋白質(zhì)中的半胱氨酸標(biāo)記，但是由于半胱氨酸豐度較低且在蛋白表面較少，存在一定的局限性。而組氨酸可以被單線態(tài)氧氧化生成一種內(nèi)過(guò)氧化物，由于作者在之前的工作中發(fā)現(xiàn)1-甲基-4-芳脲唑（MAUra）可以通過(guò)單電子轉(zhuǎn)移（SET）實(shí)現(xiàn)酪氨酸的標(biāo)記，而經(jīng)過(guò)單線態(tài)氧氧化的組氨酸從親核性氨基酸轉(zhuǎn)變?yōu)橛H電性小分子，進(jìn)一步可以被MAUra捕獲從而實(shí)現(xiàn)組氨酸的標(biāo)記。
作者首先在單肽上進(jìn)行嘗試，發(fā)現(xiàn)10min LED燈照射即可以實(shí)現(xiàn)完全標(biāo)記。由于單線態(tài)氧的活性很高以及擴(kuò)散半徑小，后續(xù)作者將該標(biāo)記策略應(yīng)用于鄰近標(biāo)記中。作者在磁珠上安裝了Fc配體（Fc結(jié)合肽或者蛋白A的非肽類(lèi)似物APA）以及銣/4,4-二羧基聯(lián)吡啶的光催化劑，對(duì)曲妥珠單抗進(jìn)行標(biāo)記。由于反應(yīng)中的MAUra衍生出了一個(gè)疊氮基團(tuán)，進(jìn)一步可以通過(guò)點(diǎn)擊化學(xué)反應(yīng)連接熒光基團(tuán)，通過(guò)跑膠實(shí)現(xiàn)對(duì)標(biāo)記的檢測(cè)?？梢钥吹酵瑫r(shí)偶聯(lián)APA和光催化劑的磁珠上會(huì)產(chǎn)生明顯的熒光標(biāo)記，且出現(xiàn)在靠近磁珠的Fc端，而非距離較遠(yuǎn)的Fab端，說(shuō)明該策略可以實(shí)現(xiàn)有效的標(biāo)記，而Fc結(jié)合肽組和對(duì)照組相比沒(méi)有明顯增強(qiáng)，可能是由于Fc結(jié)合肽體積較大，而MAUra的標(biāo)記半徑較小導(dǎo)致無(wú)法實(shí)現(xiàn)有效標(biāo)記。最后作者也對(duì)標(biāo)記蛋白進(jìn)行酶解，確認(rèn)這些標(biāo)記是發(fā)生在組氨酸上，且這種標(biāo)記策略不僅依賴于距離，同時(shí)也依賴于氨基酸的暴露程度。
綜上，本篇文章報(bào)道了一種基于單線態(tài)氧的組氨酸標(biāo)記策略，可以實(shí)現(xiàn)納米尺度的鄰近標(biāo)記。
原文鏈接：https://doi.org/10.1021/jacs.1c01626
本文引用：DOI：10.1021/jacs.1c01626
