介绍一篇发表在ACS Chemical Biology上的文章，标题为“Genetically Encoded Epitope Tag for Probing Lysine Acylation-Mediated Protein–Protein Interactions”，通讯作者是来自香港大学化学系的李祥教授和来自深圳湾实验室的李歆研究员，二者的主要研究方向为组蛋白表观遗传学。
组蛋白上的翻译后修饰可以作为Reader蛋白与染色质发生相互作用的“接口”，将翻译后修饰携带的信息向下游的生物学过程传递。YEATS结构域是一类新发现的组蛋白赖氨酸乙酰化修饰(Kac)及巴豆酰化修饰(Kcr)的Reader，最近的研究表明依赖于YEATS结构域的组蛋白酰化修饰读出与人类疾病相关，特别是癌症。通过遗传密码子扩展技术将Kac和Kcr引入到组蛋白上，可以用于研究YEATS-Kac/Kcr相互作用，但在实际应用上存在一定问题：这类相互作用通常较弱(解离常数在微摩尔至毫摩尔水平)；酰化修饰易被内源性的去酰化酶去除；细胞内其他Kac/Kcr的Reader会对鉴定产生干扰。YEATS-Kcr相互作用的分子机制是巴豆酰化基团与YEATS结构域中两个保守的芳香性残基Phe和Tyr形成π-π-π堆积，基于此，作者此前将Kcr残基替换为2-呋喃甲酰化赖氨酸(Kfu)，Kfu由于具有富电子和扩展的π体系，有效地增强了Kcr与AF9蛋白的YEATS结构域的亲和性。在本文中，作者尝试发展一种基因编码的含有Kfu的表位标签用于招募AF9的YEATS结构域，进而鉴定AF9 YEATS-Kac/Kcr之间的PPI。此前，作者根据组蛋白H3的4-13位残基设计了十肽标签(KQTARKfuSTGG)，其中9位的Kcr替换为Kfu后，十肽与AF9的YEATS结构域的结合能力提高了4.5倍。在本文中，作者沿用了这一十肽标签的序列作为表位标签(RAY-tag)。接下来，作者筛选出了用于Kfu插入的氨酰tRNA合成酶，在大肠杆菌中表达并纯化得到了RAY-sfGFP，并通过ITC实验在体外证实了RAY-sfGFP与AF9的YEATS结构域的解离常数为2.35 μM，而缺少Kfu插入时，没有观察到十肽与AF9的结合，且这一结合对于YEATS结构域是特异性的。之后，作者在HEK293T细胞中表达了RAY-sfGFP，通过GFP pull down实验证实内源性的AF9可以与RAY-sfGFP共沉淀，且二者的相互作用是选择性的和Kfu依赖性的。在荧光漂白恢复实验中，加入组蛋白酰基转移酶的抑制剂后，染色质Kac和Kcr水平升高，观察到AF9-sfGFP的半恢复时间升高，说明AF9-sfGFP大多结合在染色质上；此外，共表达RAY-mCherry也会使AF9-sfGFP的半恢复时间下降，证实RAY-tag在哺乳细胞中选择性与AF9聚集。之后，作者将AF9 YEATS-RAY-tag体系扩展到其他生物环境中，分别在LacR和GAL4两种DNA结合蛋白中融合表达RAY-tag，通过二者控制的下游基因的转录水平变化反映组蛋白赖氨酸酰化介导的AF9 YEATS结构域的招募情况。上述结果共同表明，RAY-tag可以与其他蛋白融合，通过控制AF9的降解或在特定位点的沉积，进而研究AF9的生物功能。总之，作者发展了一种基因编码的表位标签，用于招募AF9的YEATS结构域，进而鉴定赖氨酸酰化修饰介导的蛋白-蛋白相互作用。原文链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acschembio.4c00240文章引用：10.1021/acschembio.4c00240
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