分享一篇angewandte上的文章，本文的通讯作者来自香港大学化学系及合成化学国家重点实验室的李笑宇教授，该课题组的研究方向为DNA模板控制技术的发展及模板控制下的有机化学和有机合成，以及模板控制下的组合化学，药物碎片分子库的合成，相应的高通量筛选等。
蛋白质乙酰化是必不可少的翻译后修饰，而组蛋白脱乙酰基酶（HDAC）是调节细胞中蛋白质乙酰化的一类主要酶。我们知道，许多疾病与HDAC的异常有关。尽管HDAC的生物学作用已经被广泛研究，但在研究其机理方面仍存在相当大的挑战。一个重要的问题是，大多数HDAC存在于细胞中的大型蛋白质复合物中。处于复合物中会调节HDAC的脱乙酰基活性，引导其向特定基因组位点募集，并影响与其他蛋白质的相互作用。因此，非常需要能够表征与HDAC相关的蛋白质的有效方法。而免疫共沉淀（co-IP）、亲和力富集、HDAC抗体和基因标记的HDAC已用于研究HDAC的相互作用蛋白。
光亲和标记探针是一种新型的研究HDAC结合蛋白的工具。然而，亲和探针大多捕获直接靶标，捕获间接结合蛋白的能力相当有限。这是因为，亲和探针通常都具有固定的结构。而大量的合成工作已致力于制备具有不同构型（改变交联剂，探针几何形状，接头长度和柔性等）的多种探针，以扩大靶标覆盖范围。为了达到不同的分析目的，例如凝胶成像或亲和纯化，需要准备多个带有不同标签的探针，这是一项艰巨且极具挑战性的任务。
而本文作者报告了一种基于DNA的亲和标记方法，仅使用一种结合探针，就创建了9种不同的探针来分析HDAC复合物，并鉴定出大量HDAC相互作用物。作者设置的与结合探针互补配对的碱基探针结合在结合探针上，其中固定特定碱基位置，是“正向”（n> 0）或“反向”（n<0）；“n”值较大的探针可能会捕获配体结合位点远端的蛋白质。考虑到细胞中HDAC复合物的多样性，作者认为这种方法可能适合表征HDAC相关蛋白。
作者用HeLa细胞分析HDAC相关蛋白来证明该方法的性能。MS数据显示，n较大的探针捕获的蛋白质较少。在n=+3时，探针捕获了更多的蛋白质，这表明3个碱基的突出间隔区可能有利于探针获取更多的蛋白质。除了HDAC已知的结合蛋白之外，该方法鉴定了许多传统亲和探针可能无法获得的间接HDAC结合物，作者测试的四种蛋白质中的三种，COF1，ANXA2和CALR间接与HDAC1结合，并证明了该方法在HDAC复合物中鉴定间接结合剂的能力。
同时，作者采用这种方法来探索HDAC相关蛋白的生物学意义。PARP1是调节基因转录的核蛋白，同时是已知的HDAC结合物。本文中PARP1在n=0时被CP捕获；在细胞压力下，HDAC1-PARP1结合会被破坏，导致PARP1从HDAC1复合物中释放。作者用细胞毒性阿霉素（Dox）处理HeLa细胞以触发PARP1释放，然后用探针标记核提取物，将标记的蛋白质亲和纯化，并用MS分析。通过比较MS报告离子强度，在Dox处理的细胞中观察到PARP1捕获明显减少，而具有SAHA竞争的对照实验几乎没有差异。因此，与HDAC1的分离是PARP1捕获减少的主要原因。这种方法也对细胞环境的变化作出反应，并可能揭示HDAC相关蛋白的新生物学意义。
总而言之，本文作者开发出一种亲和标记方法来表征蛋白质复合物中的PPI。该探针系统是模块化的，引导配体可以轻松更改以研究HDAC以外的其他蛋白质复合物。
本文作者：LSC
原文链接：https://www.onlinelibrary.wiley.com/doi/epdf/10.1002/anie.202001205
原文引用：Angew. Chem. Int. Ed. 10.1002/anie.202001205
https://doi.org/10.1002/anie.202001205
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