为大家分享一篇发表在Tetrahedron Letters上的文章“Chemical proteomic identification of functional cysteines with atypical electrophile reactivities”。本文的通讯作者是美国Scripps研究所的Benjamin F. Cravatt教授、Dale L. Boger教授及Cravatt组博后Vincent M. Crowley。Cravatt组主要研究方向是激酶及基于活性的化学蛋白质组学分析。Boger组主要研究方向是有机合成、杂环化学、天然产物全合成及它们的生物活性机制研究、合成方法学研究。
半胱氨酸残基在酶催化和氧化还原信号转译后调节等多种生物过程中发挥着重要作用。具有亲核性但不具有催化活性的半胱氨酸也可以驻留在蛋白质的功能口袋，从而提供了一种通过半胱氨酸定向的共价配体靶向这些蛋白质的方法。半胱氨酸导向的共价配体已经成为一类用途广泛的化学探针和药物，利用巯基亲核性与感兴趣的蛋白质形成永久加合物。了解可以被共价配体靶向的半胱氨酸的范围，以及利用这些残基的亲电试剂类型，是充分实现半胱氨酸靶向化学探针发现潜力的重要挑战。虽然化学蛋白质组学策略已经开始解决这些重要的问题，但迄今为止只探索了有限数量的亲电化学反应类型。共价配体的效价和选择性受到化合物至少两种主要性质的影响：1）与靶蛋白可逆的结合作用的识别基团；2）与蛋白质靶上的结合袋内或近端半胱氨酸残基形成共价键的反应基团。 本文中，一个6-甲氧基-1,2,3,4-四氢喹啉核被选为识别基团，因为包含该基团的相应α氯乙酰胺（αCA）衍生物KB02已被发现作为多功能的“侦察兵”片段，能够参与大部分半胱氨酸的偶联。
这篇文章中，作者描述了附加在共同结构基元6-甲氧基-1,2,3,4-四氢喹啉上的多种候选亲电试剂，并评估其在人类癌细胞蛋白组中的整体半胱氨酸反应谱。这项工作揭示了一组离散半胱氨酸的非典型反应模式，包括一些参与酶催化和蛋白质-蛋白质相互作用的半胱氨酸残基。这些发现指出一些潜在的半胱氨酸导向共价配体的优势反应位点。
首先，作者合成了一系列亲电试剂1~7，通过竞争性ABPP实验在凝胶上对其靶向半胱氨酸的情况进行比较。其中，星号表示在处理后碘乙酰胺探针标记受损的条带。基于初步的gel-ABPP结果，作者利用质谱更深入地分析这7种试剂与蛋白质组中半胱氨酸的相互作用。通过评估一组带有不同候选反应基团的片段的蛋白质组学半胱氨酸反应谱(附加在一个共同的识别基团上)，作者发现了罕见的半胱氨酸，这些半胱氨酸表现出对其他温和的亲电试剂的优先反应性。这些半胱氨酸包括酶活性位点的催化残基，如ACAT1 (C126)和MGMT (C145)，它包含多种反应性半胱氨酸，这些半胱氨酸可被更亲电的化合物如αCA KB02非选择地反应，但分别对亚甲基酰甲酯7和环氧化物5表现出位点特异性。环氧化物5参与的其他半胱氨酸也包括蛋白-蛋白界面上的残基(例如UVRAG的C239)，指出减弱的亲电试剂有可能具有靶向蛋白质组中更具挑战性的药物性位点的潜力。
本文作者：WQW
责任编辑：LYP
原文链接：
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0040403921000411?via%3Dihub
文章引用：DOI：10.1016/j.tetlet.2021.152861
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