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科學(xué)家開發(fā)甲硫氨酸選擇性脫硫編輯新策略
[所屬分類:行業(yè)動(dòng)態(tài)] [發(fā)布時(shí)間:2025-5-26] [發(fā)布人:楊曉燕] [閱讀次數(shù):] [返回]
科學(xué)家開發(fā)甲硫氨酸選擇性脫硫編輯新策略
作者：江慶齡 來(lái)源：中國(guó)科學(xué)報(bào)
山東拓普生物工程有限公司 http://www.jinhuabanruo.cn
中國(guó)科學(xué)院上海藥物研究所研究員黃蔚課題組發(fā)展了一種光催化甲硫氨酸選擇性脫硫策略，具有反應(yīng)條件溫和、反應(yīng)效率高、氨基酸兼容性好等優(yōu)點(diǎn)，可以精準(zhǔn)地對(duì)多肽進(jìn)行編輯，拓展了多肽修飾的化學(xué)空間，同時(shí)促進(jìn)了硫鎓化學(xué)在可見光催化反應(yīng)中的應(yīng)用。5月5日，相關(guān)研究發(fā)表于《美國(guó)化學(xué)會(huì)志》。
S-腺苷甲硫氨酸（SAM）是一類經(jīng)典的輔酶因子，參與SAM依賴型甲基轉(zhuǎn)移酶和SAM自由基酶等催化的各類反應(yīng)，介導(dǎo)生命體中各式各樣的化學(xué)轉(zhuǎn)化過(guò)程。2010年的一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)了一類非典型的SAM自由基酶——白喉酰胺生物合成酶Dph2。Dph2可以引發(fā)SAM分子中S?C(γ) 鍵的均裂，形成3-氨基-3羧基丙基自由基（ACP·），進(jìn)而修飾蛋白質(zhì)翻譯延伸因子EF2的組氨酸殘基。
受此啟發(fā)，研究團(tuán)隊(duì)開發(fā)了一類獨(dú)特的甲硫氨酸選擇性的脫硫編輯策略，先選擇性地將甲硫氨酸轉(zhuǎn)化為硫鎓，隨后通過(guò)光催化模式觸發(fā)基于硫鎓的分子內(nèi)自由基取代反應(yīng)，釋放出獨(dú)特的ACP類自由基，進(jìn)而被受體所捕獲得到穩(wěn)定的修飾產(chǎn)物。
光催化劑、還原劑和光照對(duì)反應(yīng)的發(fā)生均至關(guān)重要。研究人員進(jìn)一步將不同類型的自由基受體以及功能片段組裝到多肽上，顯示出該策略在快速構(gòu)建多樣性多肽偶聯(lián)物方面的潛力。同時(shí)，該策略在氨基酸類型方面具有良好的兼容性，對(duì)于含有多個(gè)甲硫氨酸的多肽也可順利進(jìn)行選擇性脫硫編輯，表現(xiàn)出在復(fù)雜底物結(jié)構(gòu)修飾中的潛力。研究人員同樣將該策略應(yīng)用到多肽的環(huán)化中，構(gòu)建了多種環(huán)肽產(chǎn)物的，顯著增強(qiáng)環(huán)了肽的代謝穩(wěn)定性。
機(jī)制研究表明，反應(yīng)中形成了脫鹵芳基自由基和ACP類自由基中間體，其中碘代芳基對(duì)于反應(yīng)的發(fā)生至關(guān)重要。在硫鎓分子內(nèi)自由基取代反應(yīng)過(guò)程中，形成ACP類自由基在動(dòng)力學(xué)和熱力學(xué)均具有優(yōu)勢(shì)，與實(shí)驗(yàn)結(jié)果中呈現(xiàn)的斷鍵選擇性一致。
相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.1021/jacs.5c02226
（本文內(nèi)容來(lái)源于網(wǎng)絡(luò)，版權(quán)歸原作者所有，如有侵權(quán)可后臺(tái)聯(lián)系刪除。）
作者：江慶齡 來(lái)源：中國(guó)科學(xué)報(bào)
山東拓普生物工程有限公司 http://www.jinhuabanruo.cn
中國(guó)科學(xué)院上海藥物研究所研究員黃蔚課題組發(fā)展了一種光催化甲硫氨酸選擇性脫硫策略，具有反應(yīng)條件溫和、反應(yīng)效率高、氨基酸兼容性好等優(yōu)點(diǎn)，可以精準(zhǔn)地對(duì)多肽進(jìn)行編輯，拓展了多肽修飾的化學(xué)空間，同時(shí)促進(jìn)了硫鎓化學(xué)在可見光催化反應(yīng)中的應(yīng)用。5月5日，相關(guān)研究發(fā)表于《美國(guó)化學(xué)會(huì)志》。
S-腺苷甲硫氨酸（SAM）是一類經(jīng)典的輔酶因子，參與SAM依賴型甲基轉(zhuǎn)移酶和SAM自由基酶等催化的各類反應(yīng)，介導(dǎo)生命體中各式各樣的化學(xué)轉(zhuǎn)化過(guò)程。2010年的一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)了一類非典型的SAM自由基酶——白喉酰胺生物合成酶Dph2。Dph2可以引發(fā)SAM分子中S?C(γ) 鍵的均裂，形成3-氨基-3羧基丙基自由基（ACP·），進(jìn)而修飾蛋白質(zhì)翻譯延伸因子EF2的組氨酸殘基。
受此啟發(fā)，研究團(tuán)隊(duì)開發(fā)了一類獨(dú)特的甲硫氨酸選擇性的脫硫編輯策略，先選擇性地將甲硫氨酸轉(zhuǎn)化為硫鎓，隨后通過(guò)光催化模式觸發(fā)基于硫鎓的分子內(nèi)自由基取代反應(yīng)，釋放出獨(dú)特的ACP類自由基，進(jìn)而被受體所捕獲得到穩(wěn)定的修飾產(chǎn)物。
光催化劑、還原劑和光照對(duì)反應(yīng)的發(fā)生均至關(guān)重要。研究人員進(jìn)一步將不同類型的自由基受體以及功能片段組裝到多肽上，顯示出該策略在快速構(gòu)建多樣性多肽偶聯(lián)物方面的潛力。同時(shí)，該策略在氨基酸類型方面具有良好的兼容性，對(duì)于含有多個(gè)甲硫氨酸的多肽也可順利進(jìn)行選擇性脫硫編輯，表現(xiàn)出在復(fù)雜底物結(jié)構(gòu)修飾中的潛力。研究人員同樣將該策略應(yīng)用到多肽的環(huán)化中，構(gòu)建了多種環(huán)肽產(chǎn)物的，顯著增強(qiáng)環(huán)了肽的代謝穩(wěn)定性。
機(jī)制研究表明，反應(yīng)中形成了脫鹵芳基自由基和ACP類自由基中間體，其中碘代芳基對(duì)于反應(yīng)的發(fā)生至關(guān)重要。在硫鎓分子內(nèi)自由基取代反應(yīng)過(guò)程中，形成ACP類自由基在動(dòng)力學(xué)和熱力學(xué)均具有優(yōu)勢(shì)，與實(shí)驗(yàn)結(jié)果中呈現(xiàn)的斷鍵選擇性一致。
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