分享一篇发表在Angew上的文章“Site-Selective Installation of Nɛ-Modified Sidechains into Peptide and Protein Scaffolds via Visible-Light-Mediated Desulfurative C–C Bond Formation”。本文的通讯作者是诺丁汉大学的Nicholas J. Mitchell教授，该课题组主要研究方向集中在天然和工程肽、蛋白质的化学合成和研究。目前的项目包括发展位点选择方法修饰肽和蛋白质，合成抗原脂蛋白，以及探索基于金属酶的多肽催化剂。
翻译后修饰(PTMs)可增强蛋白质功能，并介导或影响其在许多细胞过程的活性。制备位点特异性和均质修饰的蛋白质，并将其作为工具来理解PTMs的生物学作用，是一项具有挑战性的任务。通过非天然氨基酸插入技术，可以得到各种翻译后修饰蛋白。不可否认，这种策略是强大的，但它需要定制tRNA和相关酶机制的广泛突变。由于这种技术的复杂性，人们也在寻找综合的方法。由于半胱氨酸(Cys)的硫醇基团具有优越的亲核性，且其在真核蛋白质组中的丰度相对较低(约2%)，一些流行的技术利用这种残基来选择性地安装PTM和PTM模拟物。可以利用亲电试剂或将Cys转化成脱氢丙氨酸后进行PTM的安装，但这些方法要么只能形成天然修饰的类似物，要么会丢失原有的立体几何构型。
在这篇文章中，作者描述了一种可见光脱硫的C(sp3) -C (sp3)键形成反应，使Nɛ修饰侧链有选择地安装到感兴趣的肽和蛋白质上，该方法具有快速、操作简单、耐环境大气的优点。作者利用该方法在模型肽上展示了一系列赖氨酸(Lys) PTMs的安装，并通过在重组表达的泛素(Ub)中有选择地安装NɛAc侧链，展示了该技术的潜力。
作者首先在多肽层面对该反应进行测试，证实这种方法能够在模型多肽系统中有效地安装一系列赖氨酸PTM，具有不错的产率(47-62%)。接着作者将该反应应用于研究生物相关的PTM的蛋白上。泛素(Ub)在Lys48位点(K48)的乙酰化调节蛋白底物的多泛素化，从而控制蛋白酶体介导的蛋白降解。作者利用Ub的K48C突变体在该方法下能够获得K48乙酰化修饰的Ub，产率44%。
总的来说，作者开发了一种快速且操作简单的反应，能够通过光催化脱硫的C(sp3) -C (sp3)键形成，使Lys PTMs位点选择性地安装成复杂多肽。这是第一个直接的、后期安装的例子，能够在不破坏目标氨基酸立体化学的情况下，通过化学转化安装一系列典型的Lys PTMs。
本文作者：WQW
责任编辑：LYP
原文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202110223
原文引用：DOI：10.1002/anie.202110223
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