發(fā)生在賴氨酸上的翻譯后修飾如乙?；⒓谆榷季哂辛己玫奈稽c(diǎn)選擇性和特異性，這種精確修飾蛋白質(zhì)組中特定蛋白質(zhì)中的單個(gè)賴氨酸的選擇性目前仍然是非酶促蛋白質(zhì)反應(yīng)上的挑戰(zhàn)。這種選擇性包括了賴氨酸的ε-胺基與其他蛋白上的反應(yīng)基團(tuán)的區(qū)分，以及從許多個(gè)賴氨酸ε-胺基和蛋白質(zhì)的N-末端胺基中精確定位一個(gè)特定賴氨酸的ε-胺基。不使用酶或遺傳修飾，人們已經(jīng)開發(fā)出許多利用化學(xué)選擇性來(lái)靶向特定種類的氨基酸的生物正交反應(yīng)。

然而，僅僅基于化學(xué)反應(yīng)性是不可能將天然蛋白質(zhì)中的一個(gè)半胱氨酸與另一個(gè)半胱氨酸或另一個(gè)賴氨酸區(qū)分開來(lái)的。實(shí)現(xiàn)精確的位點(diǎn)選擇性的其中一種策略是利用鄰近誘導(dǎo)（proximity-induced）的方式，區(qū)分化學(xué)反應(yīng)性相同但位于蛋白質(zhì)不同部分的兩個(gè)化學(xué)基團(tuán)。這種方法是在一個(gè)小分子或特異性結(jié)合蛋白質(zhì)的確定位置的短肽上配置反應(yīng)基團(tuán)，反應(yīng)基團(tuán)的反應(yīng)性必須足夠溫和，以使得非特異性反應(yīng)保持在最低水平。當(dāng)反應(yīng)基團(tuán)位于蛋白質(zhì)中特定的官能團(tuán)附近時(shí)，將會(huì)自發(fā)地與其發(fā)生反應(yīng)。

在本篇文章中，作者通過(guò)合成帶有氟代硝基苯，異硫氰酸酯、二醛和苯基酯等的結(jié)合肽，利用這些預(yù)先設(shè)置肽中的反應(yīng)基團(tuán)與蛋白質(zhì)的賴氨酸側(cè)鏈ε-胺基的共價(jià)連接，實(shí)現(xiàn)了對(duì)含有多個(gè)賴氨酸殘基的天然蛋白質(zhì)中單個(gè)賴氨酸的ε-胺基的位點(diǎn)特異性靶向修飾。這種特異性的修飾是由短肽與蛋白的相互作用所引導(dǎo)的，臨近的限制將反應(yīng)限制在靶蛋白的選定區(qū)域。

具體來(lái)說(shuō)，作者首先檢查了Csk SH3與短肽的復(fù)合物結(jié)構(gòu)，在短肽的合適位置上替換成兩種合成的氟代二硝基苯（FDNB）類似物X，然后與重組純化的Csk SH3蛋白一起孵育。SDS-PAGE結(jié)果表明FDNB與胺基的反應(yīng)是可以用于鄰近誘導(dǎo)的反應(yīng)。

接下來(lái)，他們對(duì)不同的蛋白如SUMO, Atg8家族的擬南芥ATG8和哺乳動(dòng)物L(fēng)C3，針對(duì)性地合成了帶有不同的反應(yīng)基團(tuán)的肽，在所有測(cè)試的蛋白質(zhì)中證實(shí)了精確的位點(diǎn)選擇性，并通過(guò)質(zhì)譜確認(rèn)LC3蛋白上的反應(yīng)位點(diǎn)。他們還在Hela細(xì)胞裂解液上使用帶熒光的合成肽的探針，確認(rèn)了在復(fù)雜混合物環(huán)境下其與LC3反應(yīng)的特異性，并且發(fā)現(xiàn)它可以適應(yīng)大多數(shù)緩沖液。

本文開發(fā)了一種基于鄰近策略的選擇性賴氨酸標(biāo)記。在含有多個(gè)賴氨酸的蛋白上實(shí)現(xiàn)位點(diǎn)特異性反應(yīng)的方法，通過(guò)對(duì)反應(yīng)基團(tuán)的反應(yīng)性，引導(dǎo)肽的側(cè)鏈等進(jìn)行設(shè)計(jì)，通過(guò)非酶促反應(yīng)，可以在序列和結(jié)構(gòu)同源程度很高的蛋白之間實(shí)現(xiàn)基于活性的區(qū)分。