真核細(xì)胞生物體中，像是信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)、酶的活性和轉(zhuǎn)錄等過(guò)程，都受到蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)譯后修飾（PTM）的嚴(yán)格調(diào)控。因此，開(kāi)發(fā)出在細(xì)胞內(nèi)選擇性安裝 PTM 的方法，是研究其功能作用不可或缺的工具。目前已知的方法包括分裂內(nèi)含肽連接、遺傳密碼擴(kuò)展、dCas9-writer 融合蛋白和非生物催化等。其中，非生物催化不需要基因操作，將能最廣泛提供對(duì)非天然 PTM 的各種修飾應(yīng)用，而這也是化學(xué)方法的一大挑戰(zhàn)。
圖片來(lái)源：J. Am. Chem.Soc.
最近，東京大學(xué)的Motomu Kanai教授課題組在J. Am. Chem. Soc.上報(bào)道了一種硼酸鹽輔助異羥肟酸（BAHA）的催化劑體系。該體系包含了蛋白質(zhì)配體、異羥酸路易斯堿和二醇等組分。當(dāng)其通過(guò)與含硼酸的?；w配合使用，這個(gè)催化劑即可利用局部摩爾濃度效應(yīng)，促進(jìn)?；D(zhuǎn)移到目標(biāo)的賴氨酸殘基。
圖片來(lái)源：J. Am. Chem.Soc.
該催化劑系統(tǒng)采用微摩爾試劑濃度，并提供最小的脫靶蛋白質(zhì)反應(yīng)性。此外，他們發(fā)現(xiàn)，BAHA對(duì)谷胱甘肽具有抗性，這也是特別重要的一個(gè)部分。因?yàn)楣入赘孰倪@種代謝物會(huì)阻礙許多在活細(xì)胞內(nèi)進(jìn)行的非生物化學(xué)的反應(yīng)的過(guò)程。
圖片來(lái)源：J. Am. Chem.Soc.
為了展示這種方法，他們也實(shí)現(xiàn)了在以人類細(xì)胞內(nèi)表達(dá)的大腸桿菌中的二氫葉酸還原酶中安裝了各種?；姆磻?yīng)，實(shí)現(xiàn)了體內(nèi)催化反應(yīng)。從這個(gè)結(jié)果可進(jìn)一步確立硼酸-二醇絡(luò)合是一種真正的生物正交反應(yīng)，且可應(yīng)用于化學(xué)生物學(xué)和細(xì)胞內(nèi)催化中。
圖片來(lái)源：J. Am. Chem.Soc.
參考文獻(xiàn)：Live-Cell Protein Modification by Boronate-Assisted Hydroxamic Acid Catalysis
J. Am. Chem. Soc. 2021, jacs.1c07060
原文作者：Christopher Adamson, Hidetoshi Kajino, Shigehiro A. Kawashima,* Kenzo Yamatsugu,* and Motomu Kanai*
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.1c07060?ref=PDF
