分享一篇發(fā)表在JACS上的文章“Activity-Based Acylome Profiling with N?(Cyanomethyl)?N?(phenylsulfonyl)amides for Targeted Lysine Acylation and Post-Translational Control of Protein Function in Cells”，通訊作者是來(lái)自康奈爾大學(xué)的Mikail E. Abbasov教授，該課題組的研究方向是利用化學(xué)蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)去探索與癌癥和神經(jīng)退行性疾病相關(guān)的信號(hào)通路，以及調(diào)節(jié)蛋白質(zhì)的功能。
蛋白賴氨酸?；瞧毡榇嬖谇医Y(jié)構(gòu)多樣的翻譯后修飾，極大地豐富了蛋白功能。因此，賴氨酸位點(diǎn)特異性的靶向?；且环N潛在的蛋白功能調(diào)控方法。然而，活細(xì)胞中靶向賴氨酸?；默F(xiàn)有策略通常依賴于遺傳干預(yù)、內(nèi)源性酰化機(jī)制的募集或非特異性?；噭?，并且缺乏在全局水平上定量特異性?；姆椒?。由于這些不足，在這項(xiàng)研究中，作者想開(kāi)發(fā)具有生理穩(wěn)定性、賴氨酸特異性和在活細(xì)胞中直接附加各種翻譯后酰基修飾能力的化學(xué)工具。
作者開(kāi)發(fā)了一種名為基于活性的賴氨酸?；M分析(ABAP)的化學(xué)蛋白質(zhì)組學(xué)策略，用于細(xì)胞中翻譯后賴氨酸?；奈稽c(diǎn)特異性引入和蛋白質(zhì)組水平定量。在作者前期的化學(xué)蛋白質(zhì)組學(xué)研究中（Nat. Chem. 2021, 13 (11), 1081?1092.），他們發(fā)現(xiàn)化合物N-(cyanomethyl)-N-(phenylsulfonyl)amides（CyMPSAs）可以通過(guò)?；D(zhuǎn)移的機(jī)制，實(shí)現(xiàn)賴氨酸殘基的功能化。CyMPSAs是三功能分子，包括用于目標(biāo)識(shí)別的模塊化骨架，用于調(diào)節(jié)親電性的部分以及多種翻譯后?；〈?。
作者合成了一個(gè)具有骨架結(jié)構(gòu)多樣性的CyMPSAs文庫(kù)，希望能提高CyMPSAs與蛋白質(zhì)組中不同蛋白的相互作用，并且利用相對(duì)應(yīng)的酰化抗體（例如anti-Kac）對(duì)每個(gè)CyMPSA與蛋白的反應(yīng)性和選擇性進(jìn)行定性分析，便于針對(duì)不同的應(yīng)用場(chǎng)景（例如可溶蛋白和膜蛋白）選擇合適的化合物。此外，利用CyMPSAs試劑還可以給賴氨酸衍生出不同的?；揎椇凸δ芑鶊F(tuán)，例如丁酰化，巴豆酰化，豆蔻?；?，可進(jìn)行點(diǎn)擊化學(xué)的炔基把手和可富集的脫硫生物素等。為了對(duì)人工引入的?；揎椷M(jìn)行準(zhǔn)確定量，作者設(shè)計(jì)了一種競(jìng)爭(zhēng)性的化學(xué)蛋白質(zhì)組學(xué)策略ABAP，該策略利用CyMPSAs和賴氨酸探針來(lái)進(jìn)行配體的發(fā)現(xiàn)和?；稽c(diǎn)的定量。簡(jiǎn)而言之，首先用CyMPSAs處理活細(xì)胞，然后在細(xì)胞裂解液中用CyMPSAs探針P1或STP酯探針P2富集賴氨酸位點(diǎn)，隨后進(jìn)行酶切，富集，TMT標(biāo)記，質(zhì)譜檢測(cè)和分析。隨后作者以乙?；揎棡槔?，對(duì)內(nèi)源性乙?；稽c(diǎn)和人工引入的乙?；稽c(diǎn)進(jìn)行了分析。
作者利用該方法，發(fā)現(xiàn)視黃醇代謝中一個(gè)關(guān)鍵酶醛酮還原酶家族1成員B10 (AKR1B10)的K125乙酰化的重要作用。K125是AKR1B10內(nèi)源性乙酰化位點(diǎn)，位于底物結(jié)合口袋附近，作者利用CyMPSAs 4和10可以特異引起K125的乙?；?，也發(fā)現(xiàn)了另一個(gè)乙?；稽c(diǎn)K22，并且證明了K125乙酰化修飾對(duì)酶活的增強(qiáng)作用，可以利用CyMPSAs實(shí)現(xiàn)了對(duì)蛋白的功能調(diào)節(jié)。
綜上，本文研究開(kāi)發(fā)了一種賴氨酸?；M分析方法，可用于研究?；揎椀奈稽c(diǎn)和調(diào)節(jié)蛋白的功能。
本文作者：MB
責(zé)任編輯：WYQ
原文鏈接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.4c09073
文章引用: 10.1021/jacs.4c09073
