介绍一篇发表在JACS上的文章，题目为“Chemoproteomics Identifies State-Dependent and Proteoform-Selective Caspase‑2 Inhibitors”，通讯作者是来自UCLA的Keriann M. Backus助理教授，课题组的主要研究方向是化学蛋白质组学和化学生物学。
Caspase家族蛋白在调节凋亡、炎症、细胞分化和增殖等方面具有重要作用。小分子探针是调节Caspase活性的有力工具，然而，由于12种人源的Caspase在序列和结构上具有较高的同源性，实现小分子抑制剂的选择性是一个巨大的挑战。Caspase-2一般被认为属于起始Caspase，但也能够切割某些效应Caspase的底物，且能够被Caspase-3切割。Caspase-2在细胞凋亡、肿瘤增殖、细胞周期、神经退行性疾病等方面都具有一定的调控功能，因此，作者希望开发特异性靶向Caspase-2的抑制剂。首先，作者使用IA-alkyne探针，通过isoTOP-ABPP策略对细胞内Caspase的Cys反应性进行定量，并发现Caspase-2的C370表现出最高的反应活性，这一活性在被诱导凋亡的细胞中仍然保持。催化中心的C320在所有人源Caspase中保守，而C370只在Caspase-2中存在。之后，作者测试了一系列亲电性探针对CASP2的C370和C320的选择性标记情况，其中炔丙基酰胺衍生物3表现出了对于C370的特异性标记。酶活实验也显示，化合物3能够使proCASP2的活性下降，而对于activeCASP2的活性没有明显影响。此外，化合物3并不能标记CASP8或10，仅能部分抑制CASP8的催化活性。进一步的构效关系的分析显示，化合物3的类似物9-12均没有表现出标记CASP8或10的信号，其中9-11表现出了特异性标记CASP2的C370的能力。作者也测试了CASP2存在形式对不同化合物标记C370的能力的影响。大多数起始Caspase以非活性的单体形式存在，而CASP2的原酶为单体和二聚体的混合物。作者利用尺寸排阻色谱对重组CASP2进行分离，发现重组CASP2中的确同时存在单体和二聚体，且化合物3对于单体形式的proCASP2具有选择性的标记。CASP2的单体-二聚体平衡可能对蛋白质浓度敏感，因此，作者在细胞环境中测试了上述筛选到的抑制剂的功能是否能够保持。与IA-alkyne的竞争性isoTOP-ABPP结果显示，化合物9仍能够保持对CASP2的C370的较高选择性标记。作者也通过Pull down实验证实化合物3和9选择性标记全长CASP2，而对于CASP2被部分切割的p32形式，则不能被两种化合物标记到，进一步证实化合物3和9对于全长CASP2的选择性标记。总之，作者利用化学蛋白质组学技术发现了Caspase-2中的一种可被配位、非催化、近活性位点的半胱氨酸C370。原文链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.3c12240文章引用：https://doi.org/10.1021/jacs.3c12240
