【原】【人物与科研】华中科技大学王锐OL：使用基于亚硝基的烯连接和级联的叠氮化和点击反应通过FRET破译异戊二烯化蛋白的调节蛋白

导语

蛋白质是广泛存在于生命中的生物聚合物，在细胞中起着广泛的关键作用例如生长、分化、运动、催化反应以及其他作用。尽管有20种天然L型氨基酸，细胞使用400多种修饰（即翻译后修饰，PTM）以适应环境变化，包括磷酸化、乙酰化、糖基化，泛素化，脂化等等。除了通过多种酶催化方式的自然选择性修饰外，以氨基酸残基为靶点的化学选择性修饰在过去一些年中也得到了快速发展，这些残基包括赖氨酸、半胱氨酸、酪氨酸、精氨酸、组氨酸、蛋氨酸、和色氨酸。这些化学选择性方法已进行全面的阐释，并且发展了具有高度选择性的试剂。其中，对赖氨酸而言，由于其出现频率高、反应性好和稳定性强等，是目前为止进行了最多的化学选择性修饰的探索。例如，活化酯，如N-羟基琥珀酰亚胺（NHS）酯已被很好地报道，苯基异氰酸酯、酸酐和氯乙酰等已被报道广泛地应用于化学选择性修饰不同蛋白质上的赖氨酸残基。

值得注意的是，陈和同事最近报道了2-甲酰基亚硝基试剂通过2-硝基苯甲醇的原位紫外照射生成，进而与蛋白质地赖氨酸残基反应生成五元环产物。然而，尽管取得了巨大成就，已知的方法具有几个缺点：首先，效率不是很好，因为几个竞争也可能涉及反应；此处使用的试剂不是可商购；且底物范围受到限制。因此，工具集需要随时扩展可用试剂、高选择性反应性和广泛底物范围。

课题组一直从事化学生物学、生物有机和有机化学地研究。前期，课题组针对蛋白和核酸上的异戊烯修饰集团，发展了一系列地生物兼容地反应，对异戊烯修饰蛋白或核酸进行选择性标记和富集，取得一些重要进展。在此探索过程，作者发现，苯亚硝基脂可以与赖氨酸种地脂肪族氨基进行偶氮化连接反应。

在此，华中科技大学王锐课题组探索了一系列亚硝基脂化合物与赖氨酸残基结构相近地氨基化合物地连接反应，并结合课题组所发展地针对异戊烯官能团的叠氮化-click反应，成功应用于异戊烯修饰蛋白的读取蛋白的揭示研究种。相关工作以“Deciphering Regulatory Proteins of Prenylated Protein via the FRET Technique Using Nitroso-Based Ene-Ligation and Sequential Azidation and Click Reaction” 为题发表于Organic Letters（DOI: 10.1021/acs.orglett.2c02662）。第一作者：研究生甘有方。

前沿科研成果

使用基于亚硝基的烯连接和级联的叠氮化和点击反应通过FRET破译异戊二烯化蛋白的调节蛋白

首先，条件优化后，在模拟生理条件下，对底物进行了扩展研究。研究表明，该反应的底物实用性很好，芳香的/杂芳香的亚硝基脂都是很好的底物。脂肪族的（环己基）亚硝基脂也能以较好收率得到连接产物，提示其在蛋白质赖氨酸残基中的潜在应用性。

其次，将小分子底物扩展到典型的多肽底物中，单个lys残基和多个lys残基多肽底物都取得不错的结果（91%和61%收率，通过HPLC-MS检测）。

（来源：Organic Letters）

（来源：Organic Letters）

接下来，应用该反应对蛋白质底物进行了标记/双标记研究，都取得很好的标记效果。无论是1-芘亚硝基脂用于直接的蛋白质荧光标记，还是分步的2-甲酰基苯甲醛/diSulfo Cy5-DBCO-ONH2组合的荧光标记都取得成功。说明该策略的广泛应用性，可操作性。

（来源：Organic Letters）

最后，作者利用这一建立的方法，旨在确定其在评估丙烯酰胺化蛋白与它们的相互作用中的用途通过FRET分析与酶相互作用。令人高兴的是，通过254 nm紫外线，用1-芘基荧光团对蛋白质进行化学修饰辐照和蛋白质异戊二烯基官能团的顺序偶氮和点击反应，使环烷确实增加了转移的荧光能量；因为作者观察到位于218在溶解的HEK293T细胞中为nm，在活的HEK293细胞中为明显增强的绿色荧光。

该工作为化学选择性修饰蛋白质中的氨基酸残基提供了新工具，为异戊烯修饰蛋白与其互作蛋白的揭示提供了新的解决方案与实践指导。此外，研究结果表明，选择性改造蛋白质上的翻译后修饰是实现靶向目标蛋白的一种潜在的有效策略，这为构建蛋白质翻译后修饰（PTM）为靶标的药物研发（例如PROTAC）提供了新的方向。

论文作者

Youfang Gan, Yuanyuan Li, Hongling Zhou and Rui Wang*。

华中科技大学王锐课题组诚招博士后

要求：

1．已获得或即将获得博士学位，年龄在35岁以下。生物学或有机化学等相关专业，研究方向为但不局限于分子生物学、细胞生物学、有机化学和生物信息统计学。

2．具有RNA分子生物学，基因编辑技术，有机合成和生信统计等背景优先。

3．对科学研究有热情，具有较强研究能力和创新能力，有上进心和独立开展科研工作的能力，有团队合作精神，恪守科研道德。

4．在国内、外学术期刊以第一作者发表学术论文，具有较强的英语读、写能力，能独立撰写学术论文。

职责：

1．开展相关方向的课题研究并积极获得相关科研成果；

2．协助合作导师完成科研项目，并积极指导研究生；

3．协助合作导师申请科研项目。

待遇：

1. 年薪18万起，并加有绩效奖金论文奖及住房补贴（1000人民币\月）、享受同岗位教师子女入学、入托、公费医疗或社会医疗保险以及其他社会保险等福利待遇，具体福利待遇将参照华中科技大学统一标准。

2.支持申请博士后科学基金、青年项目基金，协助职业发展。同时，对于能力、表现出众者，积极推荐申请师资职位及到国外合作实验室交流学习作等。

3.本课题组努力打造舒适的、快乐的科研氛围，积极培养每一位成员，为个人发展提供个性化、长久支持。