多肽只有折叠成正确的三维结构才能获得功能性蛋白。该折叠过程受到蛋白质稳态系统的调控，包括分子伴侣、折叠酶和蛋白质降解通路等。基因突变、细胞压力（温度、氧化压力、渗透压等）、年龄因素以及化学修饰通常会扰乱蛋白质稳态系统，进而导致蛋白质的错误折叠与聚集。异常的蛋白质错误折叠与聚集易引发多种蛋白质构象疾病，如神经退行性疾病、免疫系统疾病、心肌疾病以及代谢紊乱等。因此，融合并开发新型化学生物学研究工具和方法，在活细胞内观测蛋白质聚集过程，对于机理研究、疾病诊断和治疗等领域内热点问题具有重要的意义。

近日，中国科学院大连化学物理研究所刘宇研究员团队系统总结并评述了近年来所发展的用于活细胞内观测蛋白质聚集以及研究蛋白质稳态的化学生物学研究工具箱。该综述根据检测技术的不同将检测手段分为三类：荧光蛋白标签方法（fluorescent protein tag-based assays）、荧光化学标签方法（fluorescent chemical tag-based methods）和小分子荧光探针（small molecule probes）。

本篇综述探讨了不同检测方法的工作原理以及所覆盖和检测的蛋白质聚集过程的不同折叠状态，并且对比了各种方法的优缺点。同时，综述也凝练和总结了这些检测手段的核心设计理念：基于蛋白质聚集过程中的形貌变化以及微环境物理化学性质的变化。

文章综述中也提出了对该领域未来研究方向的展望。虽然上述方法能够观测到活细胞内蛋白质的错误折叠与聚集过程，但对于液-液相分离过程的识别和检测手段仍十分匮乏。作者也提出了基于小分子荧光探针的化学可调控性，拓展其结合选择性和环境敏感度（如粘度、极性、酸碱度、氧化还原性等）以及荧光检测模式（如波长、强度、各向异性、荧光寿命等），对于识别和检测活细胞内蛋白质相分离过程，具有潜在的研究价值。

论文信息：

Chemical Biology Toolbox to Visualize Protein Aggregation in Live Cells

Di Shen,Yulong Bai,Prof. Dr. Yu Liu

ChemBioChem

DOI: 10.1002/cbic.202100443