大家好，这周我分享的文章是最新发表在JACS上的文章“Genetically Encoding Photocaged Quinone Methide to Multitarget Protein Residues Covalently in Vivo”。本文通讯作者是UCSF的Lei Wang教授，他长期从事非天然氨基酸的相关研究。
在蛋白上特定氨基酸侧链上选择性地引入共价连接对蛋白相关研究非常重要。而基于非天然氨基酸的光交联策略虽然可以共价捕获临近蛋白，但它对氨基酸没有选择性，从而导致在质谱上很难鉴定交联的氨基酸位点，也从而很少将其用于在蛋白上引入共价修饰。而最近一些研究通过在蛋白上引入具有较弱反应活性的非天然氨基酸，可以实现临近相关蛋白特定氨基酸的位点的共价捕获。目前此类型非天然氨基酸已经被应用于标记Cys，Lys，His，Glu和Tyr，而目前其它氨基酸还不能被成功标记，以及以上非天然氨基酸最多只可标记3种氨基酸残基。
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为了拓展其应用范围，作者发展了光保护的具有临近反应活性的非天然氨基酸FnbY。在紫外光照下，光保护基团脱除后会自发产生具有高反应活性的醌甲基化物（QM），因此可以选择性地与临近的亲核残基发生迈克尔加成反应。
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作者成功在大肠杆菌中将GST定点引入了FnbY，紫外光照下它可以与另一分子GST特定的赖氨酸发生共价反应从而发生二聚。将该赖氨酸突变为其它天然氨基酸，作者发现除了较强的亲核残基，FnbY还可以与Trp，Met，Arg，Asn和Gln反应，这些残基在之前都无法通过临近反应的非天然氨基酸所捕获。
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另外，与光交联非天然氨基酸产生的中间体相比，QM的半衰期明显更长（秒以上），因此它与临近蛋白共价连接的产率更高。最后，作者在哺乳动物细胞上验证了此方法的可行性。作者认为该方法可以大大拓展活细胞层面蛋白共价标记的应用性。
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文章作者：QW
原文链接：
https://pubs.acs.org/doi/pdf/10.1021/jacs.9b01738
原文引用：
DOI.10.1021/jacs.9b01738
往期相关回顾：
J. Am. Chem. Soc. | FSY: 第一个在体内蛋白质水平上具有潜在生物反应性硫氟交换的非天然氨基酸
J. Am. Chem. Soc. | 基因编码方法在蛋白中引入活性氨基酸Dha和Dhb
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