西湖大學(xué)吳明軒課題組近期在科學(xué)雜志《Chemistry - A European Journal》上發(fā)表了一種轉(zhuǎn)肽酶Sortase介導(dǎo)的蛋白質(zhì)高效連接反應(yīng)的研究成果。這項(xiàng)研究表明，加入變性劑sarkosyl顯著提升了底物的溶解度和轉(zhuǎn)肽序列的可及性，同時(shí)也使得原本處于化學(xué)平衡狀態(tài)的反應(yīng)變得不可逆，從而單向推進(jìn)到產(chǎn)物方向。與傳統(tǒng)轉(zhuǎn)肽反應(yīng)相比，該策略展現(xiàn)出高反應(yīng)產(chǎn)率、優(yōu)秀的底物普適性以及更廣泛的應(yīng)用前景，預(yù)示著它在蛋白質(zhì)定點(diǎn)修飾和連接方面的廣泛應(yīng)用潛力。
Sortase是一種來(lái)源于革蘭氏陽(yáng)性菌的轉(zhuǎn)肽酶，能夠催化特定序列LPXTG與多肽N端G之間的共價(jià)連接。盡管Sortase因其底物易于制備、操作簡(jiǎn)便和催化效率高而廣泛用于蛋白質(zhì)半合成，但在底物構(gòu)象較為穩(wěn)定（如α-螺旋）或溶解性較差的情況下，Sortase的催化效率往往不盡理想，這在一定程度上限制了其在蛋白質(zhì)化學(xué)中的更廣泛應(yīng)用。
研究發(fā)現(xiàn)，sarkosyl的加入不僅可以打開(kāi)底物的構(gòu)象，增強(qiáng)識(shí)別序列的可及性，還極大提升了底物的溶解度。更令人驚訝的是，加入sarkosyl后，底物的轉(zhuǎn)化率接近100%，表明反應(yīng)單向推進(jìn)至產(chǎn)物。研究機(jī)制表明，sarkosyl可能通過(guò)形成微膠粒（micelle）來(lái)包裹連接產(chǎn)物，從而使轉(zhuǎn)肽反應(yīng)變得不可逆。在這一過(guò)程中，底物序列上的疏水殘基發(fā)揮了關(guān)鍵作用。此外，sarkosyl促進(jìn)的不可逆轉(zhuǎn)肽反應(yīng)適用于多種Sortase變體，并可應(yīng)用于多種序列。
隨后，研究團(tuán)隊(duì)利用易于形成相分離的多肽或蛋白作為底物，進(jìn)一步證明了該轉(zhuǎn)肽反應(yīng)策略在蛋白質(zhì)化學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用潛力。這一研究成果為轉(zhuǎn)肽反應(yīng)在蛋白質(zhì)化學(xué)的發(fā)展提供了新的思路和方法，具有重要的科學(xué)價(jià)值和應(yīng)用前景。
論文信息 Robust and Irreversible Sortase-Mediated Ligation by Empolyment of Sarkosyl Yihang Xiao, Mingxuan Wu Chemistry – A European Journal DOI: 10.1002/chem.202401961
