近日，合肥工業(yè)大學食品與生物工程學院李宜明教授課題組在細胞穿梭、時間分辨的合成泛素探針工具研究領域取得新進展。相關研究成果“Photocaging of Activity-based Ubiquitin Probes via a C-Terminal Backbone Modification Strategy”在國際知名化學期刊《Angewandte Chemie International Edition》上發(fā)表。
發(fā)展化學生物學方法實現(xiàn)活細胞內(nèi)高選擇性、且具有時間分辨率的蛋白功能調控，有助于更加深入的解析動態(tài)的生物學過程。近期化學生物學的一些新突破，實現(xiàn)了時空分辨的蛋白質活性操控，如嵌入“caged”氨基酸、光控組裝結構域、APEX鄰近標記等，極大推動了動態(tài)生物學過程的研究。在這一背景下，精準合成的蛋白工具也可能用于活細胞內(nèi)動態(tài)生物學事件的監(jiān)測，尤其是針對那些難以在細胞內(nèi)原位精準組裝的翻譯后修飾蛋白體系。目前該方面的研究尚鮮有報道，其主要難點在于：1）精準蛋白工具的體外合成；2）合成蛋白的細胞內(nèi)遞送；3）蛋白質探針的時空分辨操縱。
論文《Photocaging of Activity-based Ubiquitin Probes via a C-Terminal Backbone Modification Strategy》報道了我校在時間分辨操控合成蛋白質工具活性領域取得最新進展。作者在泛素（Ub）的骨架上引入了鄰硝基芐基修飾的氨基酸，使得Ub探針在體外能夠實現(xiàn)掩蔽與激活。接著作者將細胞滲透肽引入至探針的氮端獲取了穿膜探針，其能夠高效進入活細胞中。接著作者使用穿膜探針在氧化應激過程中繪制了去泛素化酶活性變化的時間分辨圖譜，發(fā)現(xiàn)此過程中許多去泛素化酶的活性呈現(xiàn)先下降再上升的趨勢。最后，作者還合成了尺寸更大、結構更為復雜的泛素鏈探針，并實現(xiàn)了其在活細胞內(nèi)的時間分辨激活。
該項目得到了“生物大分子動態(tài)修飾與化學干預”重大研究計劃重點項目及國家級青年人才計劃資助。本校已畢業(yè)本科生王玉（現(xiàn)為我校與中科大聯(lián)合培養(yǎng)博士生）、我校碩士生陳競楠為共同第一作者，李宜明教授為通訊作者。
近年來，李宜明教授團隊圍繞細胞滲透型泛素家族活性探針的合成及應用開展研究。以通訊作者（共同）在Nat. Commun.、JACS、Angew. Chem. Int. Ed.、CCS Chem.、Chem. Sci.等期刊發(fā)表多篇學術論文。主持/參加多項國家自然科學基金重點項目、面上項目。
論文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202203792
日期：2022-05-10
發(fā)展化學生物學方法實現(xiàn)活細胞內(nèi)高選擇性、且具有時間分辨率的蛋白功能調控，有助于更加深入的解析動態(tài)的生物學過程。近期化學生物學的一些新突破，實現(xiàn)了時空分辨的蛋白質活性操控，如嵌入“caged”氨基酸、光控組裝結構域、APEX鄰近標記等，極大推動了動態(tài)生物學過程的研究。在這一背景下，精準合成的蛋白工具也可能用于活細胞內(nèi)動態(tài)生物學事件的監(jiān)測，尤其是針對那些難以在細胞內(nèi)原位精準組裝的翻譯后修飾蛋白體系。目前該方面的研究尚鮮有報道，其主要難點在于：1）精準蛋白工具的體外合成；2）合成蛋白的細胞內(nèi)遞送；3）蛋白質探針的時空分辨操縱。
論文《Photocaging of Activity-based Ubiquitin Probes via a C-Terminal Backbone Modification Strategy》報道了我校在時間分辨操控合成蛋白質工具活性領域取得最新進展。作者在泛素（Ub）的骨架上引入了鄰硝基芐基修飾的氨基酸，使得Ub探針在體外能夠實現(xiàn)掩蔽與激活。接著作者將細胞滲透肽引入至探針的氮端獲取了穿膜探針，其能夠高效進入活細胞中。接著作者使用穿膜探針在氧化應激過程中繪制了去泛素化酶活性變化的時間分辨圖譜，發(fā)現(xiàn)此過程中許多去泛素化酶的活性呈現(xiàn)先下降再上升的趨勢。最后，作者還合成了尺寸更大、結構更為復雜的泛素鏈探針，并實現(xiàn)了其在活細胞內(nèi)的時間分辨激活。
該項目得到了“生物大分子動態(tài)修飾與化學干預”重大研究計劃重點項目及國家級青年人才計劃資助。本校已畢業(yè)本科生王玉（現(xiàn)為我校與中科大聯(lián)合培養(yǎng)博士生）、我校碩士生陳競楠為共同第一作者，李宜明教授為通訊作者。
近年來，李宜明教授團隊圍繞細胞滲透型泛素家族活性探針的合成及應用開展研究。以通訊作者（共同）在Nat. Commun.、JACS、Angew. Chem. Int. Ed.、CCS Chem.、Chem. Sci.等期刊發(fā)表多篇學術論文。主持/參加多項國家自然科學基金重點項目、面上項目。
論文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202203792
日期：2022-05-10
