Angew. Chem. :基于蛋白质导向邻近交联策略共价结合赖氨酸巴豆酰修饰

  • 360
  • A+

赖氨酸巴豆酰化(lysine crotonylation,Kcr)是一种非常重要的蛋白质翻译后修饰类型,其由芝加哥大学赵英明教授团队最早在组蛋白中发现。近年来研究表明,Kcr修饰参与调控了精子形成、急性肾损伤等多种生物学过程。然而,相比于经典的赖氨酸乙酰化等翻译后修饰,Kcr在细胞内的丰度很低。因此,检测和富集的工具需要具备高特异性。但是常用的检测手段表现出特异性不足和识别效率低的问题。


蛋白质邻近交联策略被广泛应用于研究瞬时结合的蛋白质间相互作用。Kcr是已知的唯一与巯基具有反应能力的赖氨酸酰基化类型,但是细胞内巴豆酰基的反应活性很弱,不能与含有巯基的分子(如GSH)反应。近日,天津大学/南开大学轩维民课题组和中科院大连化物所的秦洪强团队提出,在巴豆酰化修饰结合蛋白的结合位点引入巯基,通过蛋白质结合产生的邻近效应来促进巯基与巴豆酰基的迈克尔加成反应。基于这一策略,发展出了可共价结合蛋白质巴豆酰修饰的sirtuin去酰基化酶变体,为Kcr修饰的基础研究提供了有力工具(图1)。



1

图1. 基于蛋白质的巴豆酰修饰共价交联体的工作原理

实验中,作者设计了含有巯基的苯丙氨酸衍生物(pTMF和mTMF),并通过基因密码子扩展技术进行了基因编码。通过在去酰基化酶CobB中引入pTMF和mTMF,作者获得了可与Kcr共价交联的CobB变体。研究表明,该交联反应效率高,选择性好,并表现出了特色鲜明的NAD+依赖性(图2)。进一步,该变体能够用于结合组蛋白样品中的巴豆酰化修饰,且具有类似于Kcr抗体的性质,可选择性识别细胞中的巴豆酰修饰蛋白。


本文基于蛋白质邻近交联策略开发的巴豆酰修饰共价交联体具有优异的特异性和识别效率,有助于推动巴豆酰修饰的基础研究。同时,本文CobB变体的设计对其他的赖氨酸酰基化类型的相关研究具有借鉴意义。

2

图2. A. CobB底物结合口袋的结构,PDB:6RXL;B. 非天然氨基酸pTMF和mTMF的化学结构式;C. CobB变体与巴豆酰底物共孵育后的western blot结果;D. CobB-H147A-W67ncAA与巴豆酰蛋白交联反应具备NAD+依赖性

文信息

Sirtuin-Derived Covalent Binder for the Selective Recognition of Protein Crotonylation

Yanli Ji, Lin Sun, Yao Chen, Hongqiang Qin, Weimin Xuan 


Angewandte Chemie International Edition

DOI: 10.1002/anie.202205522




weinxin
我的微信
关注我了解更多内容

发表评论

目前评论: