西湖大学吴明轩课题组近期在科学杂志《Chemistry - A European Journal》上发表了一种转肽酶Sortase介导的蛋白质高效连接反应的研究成果。这项研究表明,加入变性剂sarkosyl显著提升了底物的溶解度和转肽序列的可及性,同时也使得原本处于化学平衡状态的反应变得不可逆,从而单向推进到产物方向。与传统转肽反应相比,该策略展现出高反应产率、优秀的底物普适性以及更广泛的应用前景,预示着它在蛋白质定点修饰和连接方面的广泛应用潜力。
Sortase是一种来源于革兰氏阳性菌的转肽酶,能够催化特定序列LPXTG与多肽N端G之间的共价连接。尽管Sortase因其底物易于制备、操作简便和催化效率高而广泛用于蛋白质半合成,但在底物构象较为稳定(如α-螺旋)或溶解性较差的情况下,Sortase的催化效率往往不尽理想,这在一定程度上限制了其在蛋白质化学中的更广泛应用。
研究发现,sarkosyl的加入不仅可以打开底物的构象,增强识别序列的可及性,还极大提升了底物的溶解度。更令人惊讶的是,加入sarkosyl后,底物的转化率接近100%,表明反应单向推进至产物。研究机制表明,sarkosyl可能通过形成微胶粒(micelle)来包裹连接产物,从而使转肽反应变得不可逆。在这一过程中,底物序列上的疏水残基发挥了关键作用。此外,sarkosyl促进的不可逆转肽反应适用于多种Sortase变体,并可应用于多种序列。
随后,研究团队利用易于形成相分离的多肽或蛋白作为底物,进一步证明了该转肽反应策略在蛋白质化学领域的应用潜力。这一研究成果为转肽反应在蛋白质化学的发展提供了新的思路和方法,具有重要的科学价值和应用前景。
论文信息 Robust and Irreversible Sortase-Mediated Ligation by Empolyment of Sarkosyl Yihang Xiao, Mingxuan Wu Chemistry – A European Journal DOI: 10.1002/chem.202401961