蛋白糖化修飾所導(dǎo)致的蛋白功能或結(jié)構(gòu)改變與癌癥、糖尿病、神經(jīng)退行性病變等多種疾病高度相關(guān)。在活細(xì)胞水平中監(jiān)測特定蛋白的糖化修飾對理解蛋白糖化與疾病發(fā)展的分子機(jī)制具有重要意義。然而，缺乏合適的化學(xué)生物學(xué)工具及蛋白糖化修飾的高度異質(zhì)性，使得在活細(xì)胞中研究特定蛋白的糖化修飾及其功能極具挑戰(zhàn)性。
近日，中國科學(xué)院基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)與腫瘤研究所的李娟教授團(tuán)隊開發(fā)了一種基于生物正交化學(xué)報告探針和鄰近誘導(dǎo)的熒光共振能量轉(zhuǎn)移的策略，實現(xiàn)了活細(xì)胞水平特定蛋白糖化修飾的可視化分析。該團(tuán)隊開發(fā)了一種帶有生物正交標(biāo)簽的葡萄糖類似物(6AzGlc)作為一種新型的糖化報告探針。并設(shè)計了兩種核酸探針，一種是糖化信號轉(zhuǎn)換探針（GCP）將糖化修飾信息轉(zhuǎn)換成核酸序列信息，另一種是蛋白靶向探針（PTP）用于識別靶標(biāo)蛋白。當(dāng)靶標(biāo)蛋白被6AzGlc糖化后，GCP和PTP依次結(jié)合靶標(biāo)蛋白上，觸發(fā)鄰近誘導(dǎo)的熒光共振能量轉(zhuǎn)移，產(chǎn)生信號輸出。所提出的化學(xué)報告探針6AzGlc具有比天然葡萄糖更高的糖化反應(yīng)活性，在活細(xì)胞水平上成功實現(xiàn)對多種特定蛋白的糖化修飾的可視化分析，包括PD-L1、整合素、PTK7 和 c-Met等。
這種策略提供了一種研究蛋白糖化修飾的新方法，具有以下顯著的優(yōu)點：1）相較于基于傳統(tǒng)質(zhì)譜等技術(shù)的糖化分析方法，該策略可適用于活細(xì)胞，為分析糖化蛋白的相應(yīng)生物學(xué)功能提供了嶄新的平臺。該團(tuán)隊首次發(fā)現(xiàn)PD-L1 和整合素的糖化修飾影響了它們結(jié)合配體的能力。2）這種策略具備通用性，可通過簡單地改變靶向識別模塊（如核酸適體、多肽或抗體）即可拓展到其他感興趣的靶標(biāo)蛋白。3）核酸探針的精確設(shè)計和化學(xué)報告分子的原位標(biāo)記使得FRET信號限制于靶標(biāo)蛋白分子及其糖化修飾位點，提高了成像的特異性。該策略不僅揭示了生物正交的化學(xué)報告分子作為蛋白糖化修飾研究工具的潛力，并為進(jìn)一步研究天然環(huán)境中的其生物物學(xué)功能提供了一種通用的新方法。 論文信息 Visualization of Protein-Specific Glycation in Living Cells via Bioorthogonal Chemical Reporter Zhentao Shao, Hui Yuan, Zhilan Zhou, Ya Wang, Peidong Hou, Hexin Nan, Wei Wang, Prof. Weihong Tan, Prof. Juan Li 文章的第一作者是上海交通大學(xué)的博士研究生邵振滔（現(xiàn)為中國科學(xué)院基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)與腫瘤研究所博士后）。 Angewandte Chemie International Edition DOI: 10.1002/anie.202210069
