分享一篇發(fā)表在Angew上的文章“Site-Selective Installation of N?-Modified Sidechains into Peptide and Protein Scaffolds via Visible-Light-Mediated Desulfurative C–C Bond Formation”。本文的通訊作者是諾丁漢大學(xué)的Nicholas J. Mitchell教授，該課題組主要研究方向集中在天然和工程肽、蛋白質(zhì)的化學(xué)合成和研究。目前的項(xiàng)目包括發(fā)展位點(diǎn)選擇方法修飾肽和蛋白質(zhì)，合成抗原脂蛋白，以及探索基于金屬酶的多肽催化劑。
翻譯后修飾(PTMs)可增強(qiáng)蛋白質(zhì)功能，并介導(dǎo)或影響其在許多細(xì)胞過程的活性。制備位點(diǎn)特異性和均質(zhì)修飾的蛋白質(zhì)，并將其作為工具來理解PTMs的生物學(xué)作用，是一項(xiàng)具有挑戰(zhàn)性的任務(wù)。通過非天然氨基酸插入技術(shù)，可以得到各種翻譯后修飾蛋白。不可否認(rèn)，這種策略是強(qiáng)大的，但它需要定制tRNA和相關(guān)酶機(jī)制的廣泛突變。由于這種技術(shù)的復(fù)雜性，人們也在尋找綜合的方法。由于半胱氨酸(Cys)的硫醇基團(tuán)具有優(yōu)越的親核性，且其在真核蛋白質(zhì)組中的豐度相對較低(約2%)，一些流行的技術(shù)利用這種殘基來選擇性地安裝PTM和PTM模擬物。可以利用親電試劑或?qū)ys轉(zhuǎn)化成脫氫丙氨酸后進(jìn)行PTM的安裝，但這些方法要么只能形成天然修飾的類似物，要么會丟失原有的立體幾何構(gòu)型。
在這篇文章中，作者描述了一種可見光脫硫的C(sp3) -C (sp3)鍵形成反應(yīng)，使N?修飾側(cè)鏈有選擇地安裝到感興趣的肽和蛋白質(zhì)上，該方法具有快速、操作簡單、耐環(huán)境大氣的優(yōu)點(diǎn)。作者利用該方法在模型肽上展示了一系列賴氨酸(Lys) PTMs的安裝，并通過在重組表達(dá)的泛素(Ub)中有選擇地安裝N?Ac側(cè)鏈，展示了該技術(shù)的潛力。
作者首先在多肽層面對該反應(yīng)進(jìn)行測試，證實(shí)這種方法能夠在模型多肽系統(tǒng)中有效地安裝一系列賴氨酸PTM，具有不錯的產(chǎn)率(47-62%)。接著作者將該反應(yīng)應(yīng)用于研究生物相關(guān)的PTM的蛋白上。泛素(Ub)在Lys48位點(diǎn)(K48)的乙?；{(diào)節(jié)蛋白底物的多泛素化，從而控制蛋白酶體介導(dǎo)的蛋白降解。作者利用Ub的K48C突變體在該方法下能夠獲得K48乙?；揎椀腢b，產(chǎn)率44%。
總的來說，作者開發(fā)了一種快速且操作簡單的反應(yīng)，能夠通過光催化脫硫的C(sp3) -C (sp3)鍵形成，使Lys PTMs位點(diǎn)選擇性地安裝成復(fù)雜多肽。這是第一個直接的、后期安裝的例子，能夠在不破壞目標(biāo)氨基酸立體化學(xué)的情況下，通過化學(xué)轉(zhuǎn)化安裝一系列典型的Lys PTMs。
本文作者：WQW
責(zé)任編輯：LYP
原文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202110223
原文引用：DOI：10.1002/anie.202110223
