推荐一篇发表在JACS上的文章，文章标题为Cysteine-Based Mimic of Arginylation Reproduces Neuroprotective Effects of the Authentic Post-Translational Modification on α-Synuclein，通讯作者是来自宾夕法尼亚大学化学系的Petersson教授，Petersson教授课题组致力于蛋白质折叠的功能性研究。
α-突触核蛋白（α-Synuclein，αS）与一些神经退行性疾病（如帕金森症）的发病机制密切相关。在对αS的功能研究中，作为一种翻译后修饰的精氨酸化修饰引起了科学家的注意。精氨酸化修饰发生在αS第46位和第83位的谷氨酸侧链上。已有实验表明，精氨酸化修饰水平的降低会导致小鼠大脑中αS的聚集，产生神经毒性。化学合成足量的精氨酸化修饰的αS以供体内、体外研究仍存在困难，因此作者另辟蹊径，考虑使用具有如下性质的模拟物：一方面结构上与精氨酸修饰的谷氨酸相近，另一方面实验上易于合成。本文，作者开发了基于半胱氨酸的精氨酸化修饰模拟物，并证明它能产生与精氨酸化修饰类似的功能，即抑制蛋白聚集、发挥神经保护作用。为获得精氨酸化的模拟物，作者首先合成了小分子溴乙酰精氨酸，通过巯基的亲核取代反应合成模拟修饰C（EArg），并结合遗传编码技术引入了荧光基团用于后续表征。在实验上，作者声称使用模拟物的蛋白合成产量提高一倍，且实验步骤更为简单。由于αS是一种调节突触囊泡释放的神经元蛋白，为测试模拟修饰对αS的功能影响，作者通过荧光相关光谱测量其脂质囊泡亲和力。结果表明，C（EArg）修饰与真正的E（Arg）修饰对蛋白的脂质亲和力影响相似。为研究模拟物能否减少蛋白聚集，作者分析了不同位点不同修饰水平下αS的聚集动力学特征。结果显示，两个位点的模拟修饰均能一定程度减缓蛋白的聚集；其中第46位和第83位均在5%的模拟修饰水平时，即可达到约35%的抑制率。最后，作者在细胞内测试了模拟修饰的αS原纤维的聚集播种活性（aggregation seeding capability）。在神经元中，模拟修饰与真正的精氨酸化修饰均对原纤维的聚集播种活性表现出相似且显著的抑制作用。总之，作者发明了一种精氨酸化翻译后修饰模拟物，它能在基本不影响蛋白质功能的同时，提高实验的合成效率，加速蛋白质翻译后修饰的功能性研究。
本文作者：ZF
责任编辑：JGG
原文链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.2c02499
文章引用：DOI：10.1021/jacs.2c02499
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