9月21日，Angewandte Chemie International Edition發(fā)表了中科院生物物理研究所王江云研究組和林慶研究組合作成果Genetically Encoded Cyclopropene Directs Rapid, Photoclick Chemistry Mediated Protein Labeling in Mammalian Cells。該最新研究通過擴展基因密碼子，實現(xiàn)了具有光點擊活性的非天然氨基酸環(huán)丙烯賴氨酸在哺乳動物中的基因編碼。光照條件下，特異位點整合了環(huán)丙烯賴氨酸的蛋白質(zhì)與小分子四唑化合物發(fā)生環(huán)加成反應，生成熒光活性基團，從而實現(xiàn)了時空可控的對哺乳動物細胞內(nèi)蛋白特異位點的標記。
基因編碼生物正交的非天然氨基酸相比在蛋白N端或者C端引入融合熒光蛋白的標記方法具有許多優(yōu)勢。比如：（1）小分子非天然氨基酸在不影響蛋白活性的條件下可以插入到蛋白的任何暴露位點；（2）基因編碼的方法可實現(xiàn)的標記物種類比較多，可以用來研究各種蛋白翻譯后修飾，比如糖基化、乙�；⒓谆�、泛素化、磷酸化等修飾；（3）生物正交標記方法可以在原位實時調(diào)控蛋白的功能。
點擊化學（Click Chemistry）也叫鏈接化學、速配結(jié)合組合式化學，主旨是通過小單元的拼接，來快速可靠地完成形形色色分子的化學合成。光點擊化學的優(yōu)點是不需要Cu(I) 催化，而是通過光誘導引發(fā)反應。由于四唑類化合物在光照條件下很容易原位生成氰亞胺1,3-偶極子，該偶極子能夠很快與烯烴發(fā)生環(huán)加成反應，生成具有熒光性質(zhì)的吡唑啉環(huán)加成產(chǎn)物。
基因編碼非天然氨基酸方法引入蛋白的熒光基團非常小，對蛋白本身結(jié)構(gòu)與功能的影響較小，更能真實反映蛋白行為。由于只有在有光照的條件下環(huán)丙烯賴氨酸才會和四唑化合物反應，這一方法為哺乳動物細胞中蛋白時空可控的蛋白標記提供了新的策略和手段。
本文共同第一作者為博士研究生潘彥超。該研究得到科技部國家重點基礎研究973計劃、國家自然科學基金委和中國科學院的資助。
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