温和条件下的蛋白质偶联或定点修饰反应对于保持蛋白质三维空间结构和生理功能至关重要，而多结构域蛋白质的重构反应在保持蛋白质完整三维结构的基础上又需要维持各个结构域之间的原生动态柔性或协作性。借助多肽合成化学，自然化学连接(native chemical ligation)是构建蛋白质片段的有效手段。为保持蛋白质稳定的三维结构，目前蛋白质偶联反应大多通过连接酶的参与，但是连接酶催化反应的可逆性和人为引入的酶识别位点序列仍然存在较大的改进空间。目前常见的蛋白质偶联反应在蛋白质三维空间结构稳定性、结构域动态完整性和连接效率等方面存在较大的挑战，需要进一步发展温和条件下的高效偶联反应以适用于高分辨或近似原子分辨层次的蛋白质动态、结构与互作研究。

根据前期研究，南开大学苏循成教授团队发展了一种温和条件下高效的蛋白质偶联反应。在吡啶苯砜基对于自由巯基的特异选择性的基础上，通过含有氟和苯砜基的吡啶衍生物中拉电子取代基的协同效应，实现了氟原子对于自由巯基的反应选择性。一系列吡啶衍生物与小分子巯基化合物的反应动力学实验表明，5-氟-4-苯砜基-皮考啉醛(FPPA)中氟对于自由巯基具有非常高的选择性并且可以与苯砜基当作两级不同的亲核取代反应。另外，FPPA中的醛基对于1,2-氨基硫醇具有较高的环化反应速率。基于此，通过FPPA可以首先通过氟与第一个蛋白质中游离巯基的亲核取代实现第一个蛋白质的引入，再通过苯砜基与第二个蛋白质自由巯基的亲核取代或者醛基与第二个N端含有半胱氨酸的蛋白质发生环化反应实现第二个蛋白质的引入。这些反应基本在生理条件下顺利完成，以相同浓度的蛋白质反应物就能实现较高的偶联效率。实验表明，FPPA只对蛋白质中溶剂暴露的自由巯基显示出较高的反应活性而对于较少溶剂暴露的巯基、自由氨基和羟基等没有明显的活性。FPPA介导的蛋白质偶联复合物在pH 4-10范围内或者血清中均具有较高的稳定性。通过高分辨核磁共振、选择性同位素片段标记和酶活等实验表明，FPPA介导的蛋白质偶联反应对于蛋白质三维结构没有影响并且比较完整地保留了结构域连接子(linker)的动态完整性和蛋白质功能，实现了多结构域蛋白质的近似“无痕”连接。

在该工作中，苏循成教授团队发展了小分子介导的高效蛋白质偶联反应方法，实现了近生理条件下不同蛋白质或同一蛋白质不同结构域间的高效连接，同时完全保留了目标蛋白质的三维空间结构和动态特性的完整性。这种方法为构建线性、支链、三角架式的蛋白质偶联体，和重构多结构域蛋白质特别是片段同位素标记提供了近乎“无痕”的高效连接方法。这类偶联反应为从原子分辨层次上研究蛋白质的三维结构、动态特性与互作提供了一种简便、高效的技术策略。