分享一篇发表在JACS上的文章，题目为Protein Tyrosine Amination: Detection, Imaging, and Chemoproteomic Profiling with Synthetic Probes。本文共两位通讯作者，分别为西湖大学生命科学学院的杨丹教授和北京大学医学部精准医疗多组学研究中心的黄超兰（Catherine C.L. Wong）教授Ying Ge教授。杨丹课题组的主要发展化学生物学探针以及潜在活性药物分子；黄超兰课题组主要研究基于质谱的蛋白质组学技术。
在氧化和硝化应激条件下，细胞内蛋白质会产生蛋白质酪氨酸硝化（PTN）这一翻译后修饰，并被报道在多种疾病的发生和进展中发挥作用。数十年来，PTN一直被认为是一种稳定的修饰形式，但最近的研究表明，PTN可被还原形成3-氨基酪氨酸（3AT），进而发生脱硝过程。目前，由于缺乏直接靶向3AT的化学探针，所以对这一修饰的重要功能仍不清楚。本文中，研究人员报告了一种使用合成水杨醛（SAL）探针来标记和富集包含3AT的蛋白质的新方法，并将其用于体外标记、成像、蛋白质组学等多种分析场景。首先，研究人员注意到3AT中酚羟基与氨基之间的键连关系，与Ser/Thr中羟基与α-氨基具有一定相似性。因此，受到Ser/Thr连接反应的启发，作者尝试发展基于水杨醛酯结构的3AT探针。第一代探针在12 h反应条件下，产率仅31 %。为提高反应活性，作者在醛基的邻位引入酚羟基取代，通过氢键提高醛基C原子的亲电性，进而在3 h内实现了63 %的产率。然而，第二代探针选择性较差，与Cys之间存在严重的副反应。为此，研究人员将原有的酯键替换为氨基甲酸酯结构，并合成了带有荧光团的SALc-FL探针与带有端炔的SALc-Yn探针。两探针表现出良好的3AT反应效率，同时具有显著提高的选择性。基于上述两探针，作者首先成功在BSA、GAPDH、Cytochrome c等模型蛋白上实现了3AT的选择性标记，进而在含有PTN修饰的实验性自身免疫性脑脊髓炎的小鼠脑组织中实现了还原剂依赖的探针标记。在LPS处理RAW264.7细胞后，上述探针亦成功实现恢复阶段蛋白质中的3AT的选择性标记与成像。联合使用PTN特异性抗体以及SALc-Yn探针，作者揭示恢复阶段PTN的减少伴随着3AT的增加，进一步支持3AT作为PTN周转的关键中间体。最后，作者将SALc-Yn探针应用于蛋白质组范围细胞硝化动力学的定量分析，鉴定出 355 种蛋白质在氧化应激的RAW264.7细胞中携带3AT修饰，并对GAPDH、ANXA2两蛋白的内源3AT修饰位点进行鉴定。综上所述，本文针对蛋白质酪氨酸胺化修饰，发展了具有良好特异性的化学探针，进而实现该修饰的检测、成像以及蛋白质组学鉴定。本文发展的探针可作为研究蛋白质硝化和脱硝过程的有力工具，对深入了解细胞应激条件前后的翻译后修饰状态提供了重要认识。原文链接：https://doi.org/10.1021/jacs.4c01028文章引用：DOI：10.1021/jacs.4c01028
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