分享一篇发表在Nature chemistry上的文章，文章题目为“A selenoxide for single-atom protein modification of tyrosine residues enabled by water-resistant chalcogen and hydrogen bonding”，通讯作者是德国著名有机化学家Tobias Ritter，现任马克斯·普朗克煤炭研究所主任研究员，研究方向涵盖C-H键活化与芳烃功能化、氟化学与放射性标记、生物正交反应等。

磷酸化和乙酰化等翻译后修饰通常以微小的结构改变对蛋白质结构产生深远影响。然而，目前没有通用的在蛋白质上引入微小修饰的化学方法。研究者只能要么在蛋白质残基上选择性地安装一个大的、稳定的接头结构，要么冒着低选择性的风险使用高活性但不加区分的反应性分子引入小的取代基。为此，作者在这篇文章中报道了蛋白质酪氨酸残基上C-H键的官能化反应，作者通过合理设计硒氧化物，在蛋白质酪氨酸上引入C-Se键，并进一步转化，实现了蛋白质上的单原子修饰。

作者之前的工作中开发了用小分子对酪氨酸进行硫代的反应，但只能在强酸非水环境中进行。因此，考虑到硒元素碱性更强、更易在水溶液中进行质子化的特点，作者在这项工作中，对硒氧化物试剂进行了改造，使之能在pH=3和30℃的条件下对肽段或蛋白上的酪氨酸残基进行修饰。

由于酪氨酸的C-Se键解离能较小，可在可见光照下均裂产生芳基自由基进行二次转化，因此C-Se的形成有助于酪氨酸的进一步修饰改造。经过尝试，作者成功利用硒氧化物试剂在单氨基酸、肽段以及蛋白的水平上完成了酪氨酸的氯化、溴化、碘化、羟基化以及荧光化。

总之，作者设计了一种可以在水溶液中质子化的硒氧化物试剂，能够将蛋白质酪氨酸残基的C-H键改造为C-Se键，进一步完成酪氨酸的单原子改造。

本文作者：ZCL

责任编辑：MB

DOI：10.1038/s41557-025-01842-8

原文链接：https://doi.org/10.1038/s41557-025-01842-8