我所發展了相變蛋白質的共價鍵標記和成像方法

　　近日，我所蛋白質折疊化學生物學創新特區研究組（02T5組）劉宇研究員團隊和生物分子高效分離與表征研究組（1810組）張麗華研究員團隊合作，通過發展新型仿生熒光共價鍵探針和質譜表征方法，發現了蛋白質聚集態界面具有化學反應活性，可用于相變蛋白質的標記與成像。

　　蛋白質在人體內的相變過程會誘發多種退行性疾病，例如帕金森癥、阿爾茲海默癥、漸凍人癥和老年性心衰等。針對上述疾病，劉宇團隊致力于發展新型化學生物學工具用于觀察蛋白質的相變過程和疾病的早期診斷，張麗華團隊一直關注胞內相變蛋白質的質譜組學解析。然而，致病蛋白質通常由于發生相變處于無序結構狀態，其特異性識別和檢測具有挑戰性。因此，發展新的化學方法識別和捕捉相變致病蛋白質對疾病的早期診斷和治療有著重要的意義。

　　在前期工作（Anal. Chem.，2021）的基礎上，該合作團隊保持了紅色熒光蛋白骨架分子對相變蛋白質分子的選擇性結合能力和熒光激活效應，通過模仿Kaede光轉化熒光蛋白的作用機理，逆向設計了具有邁克爾加成反應活性的新型熒光分子探針。該類新型探針可與早期錯誤折疊的蛋白結合發出紅色熒光，在進一步相變聚集過程中發生邁克爾加成反應，熒光信號進而由紅光轉為綠光。團隊通過定點突變技術和高分辨質譜分析，揭示了相變蛋白和探針分子的共價反應機制，蛋白質錯誤折疊過程中半胱氨酸的微環境變化、蛋白聚集緊實度的不同、探針反應活性強弱等因素均會影響該反應的進程。基于該化學特性，團隊拓展了基于孔雀綠的新型熒光變色分子，并論證了該共價鍵反應的普適性和可調控性。同時，團隊使用該探針，展示了細胞內蛋白質組在藥物刺激下從早期錯誤折疊到晚期聚集的相變過程。該工作首次揭示了蛋白質相變界面的化學反應活性，對未來設計質譜探針和藥物分子提供了新的策略和思路。

　　上述成果于近日發表在《德國應用化學》（Angew. Chem. Int. Ed.）上。該工作得到國家自然科學基金、遼寧省興遼人才計劃、大連市科創基金、博士后面上基金、國家重點研發計劃等項目的資助。