以具有化学选择性的方式实现多肽和蛋白质的修饰方法,在化学生物学和治疗药物的开发特别重要。其中,较低丰度和不带电荷的氨基酸残基是形成较少异质缀合物和保持生物功能的主要目标,在药理学、生物技术和化学生物学中有着广泛的应用。医学相关偶联物的开发,例如抗体药物偶联物(ADC)和靶向共价抑制剂(TCIs),改进了基于蛋白质的诊断和治疗方法,并提高了溶解度和生物利用度。过去,生物正交偶联可以在微观角度下完成。通过生物工程的氨酰-tRNA 合成酶/tRNA (aaRS/tRNA)即可在多肽链中进行位点选择性掺入非天然氨基酸来控制。而天然蛋白质的化学修饰反之则更容易批量生产,属于相对使用者友好的标记方法。2019年,CNRS的Sebastien G. Gouin教授利用了电化学方法实现了酪氨酸的生物共轭,创造了 eY-click 以激活生物兼容性介质中的苯脲唑(PhUr)。不过,除了PhUr外,N-甲基苯脲唑(NMePhUr)和 N-甲基鲁米诺(NMeLum)衍生物也有机会实现与酪氨酸的结合。
图片来源:Chem. Sci.
于是,该课题组近期在Chem. Sci.上发表了使用PhUr、NMePhUr 和 NMeLum 衍生物进行的 eY-click 偶联反应的比较。将各种偶联底物在与酪氨酸结合后的局限性、优势和相对效率进行整体评估。
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该研究发现,反应结果证明NMeLum 是其中最具高效率的底物。在电化学活化后显示出其对多肽和生物相关蛋白质的完全 Y 化学选择性。
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此外,他们也通过质谱分析观察到期间从未观察到的对亲核或杂芳族氨基酸(例如赖氨酸或色氨酸)的副反应。
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此外,他们也利用了肌红蛋白、牛血清白蛋白、植物甘露糖苷酶、葡萄糖氧化酶和治疗相关的抗体曲妥珠单抗作为生物分子目标,通过 eY-click 的产物进一步进行叠氮-炔环化(SPAAC)引入荧光探针标记。
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参考文献:Luminol anchors improvethe electrochemicaltyrosine-click labelling of proteins
Chem. Sci. 2021, DOI: 10.1039/d1sc04809k
原文作者:Sebastien Depienne,*Dimitri Alvarez-Dorta, Mikael Croyal, Ranil C. T. Temgoua, Cathy Charlier,David Deniaud, Mathieu Mevel, Mohammed Boujtita and Sebastien G. Gouin*
https://pubs.rsc.org/en/content/articlepdf/2021/sc/d1sc04809k?page=search