合肥工業大學在細胞穿梭的合成泛素探針研究領域取得新進展
近日,合肥工業大學食品與生物工程學院李宜明教授課題組在細胞穿梭、時間分辨的合成泛素探針工具研究領域取得新進展。相關研究成果“Photocaging of Activity-based Ubiquitin Probes via a C-Terminal Backbone Modification Strategy”在國際知名化學期刊《Angewandte Chemie International Edition》上發表。
發展化學生物學方法實現活細胞內高選擇性,且具有時間分辨率的蛋白功能調控,有助於更加深入地解析動態的生物學過程。近期化學生物學的一些新突破,實現了時空分辨的蛋白質活性操控,如嵌入“caged”氨基酸、光控組裝結構域、APEX鄰近標記等,極大推動了動態生物學過程的研究。在這一背景下,精準合成的蛋白工具也可能用於活細胞內動態生物學事件的監測,尤其是針對那些難以在細胞內原位精準組裝的翻譯後修飾蛋白體係。目前該方麵的研究尚鮮有報道,其主要難點在於精準蛋白工具的體外合成,合成蛋白的細胞內遞送以及蛋白質探針的時空分辨操縱。
論文《Photocaging of Activity-based Ubiquitin Probes via a C-Terminal Backbone Modification Strategy》報道了我校在時間分辨操控合成蛋白質工具活性領域取得的最新進展。作者在泛素(Ub)的骨架上引入了鄰硝基苄基修飾的氨基酸,使得Ub探針在體外能夠實現掩蔽與激活。在此基礎上,作者將細胞滲透肽引入至探針的氮端獲取了能夠高效進入活細胞中的穿膜探針。作者使用穿膜探針在氧化應激過程中繪製了去泛素化酶活性變化的時間分辨圖譜,發現此過程中許多去泛素化酶的活性呈現先下降再上升的趨勢。作者還合成了尺寸更大、結構更為複雜的泛素鏈探針,並實現了其在活細胞內的時間分辨激活。

該項目得到了“生物大分子動態修飾與化學幹預”重大研究計劃重點項目及國家級青年人才計劃資助。合肥工業大學與中科大聯合培養博士生王玉、合肥工業大學碩士生陳競楠為共同第一作者,李宜明教授為通訊作者。
近年來,李宜明教授團隊圍繞細胞滲透型泛素家族活性探針的合成及應用開展研究,以通訊作者(共同)在Nat. Commun.、JACS、Angew. Chem. Int. Ed.、CCS Chem.、Chem. Sci.等期刊發表多篇學術論文,主持或參加多項國家自然科學基金重點項目、麵上項目。
(來源:合肥工業大學)
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