分享一篇发表在Nature Chemistry上的文章，题目为“Energy-transfer photoproximity labelling in live cells using an organic cofactor”，通讯作者是来德国雷根斯堡大学的Roger Jan Kutta助理研究员以及柏林洪堡大学的Christian Hackenberger教授，Kutta的研究方向与光化学相关，Hackenberger教授研究方向是天然蛋白质修饰的合成方法开发。

基于邻近标记的质谱方法是破译细胞内蛋白质，DNA，RNA相互作用网络的有力工具。经典的邻近标记方法，如BioID，需要长时间生物素处理，缺乏时间控制。APEX系统中的过氧化氢会损害细胞活力。而光邻近标记是一个优良的代替方案，具有标记时间短，可调标记半径，长波反应性，体内应用潜力等优点。相比于基因表达光感受器结构域的酶，微环境图谱（μMap）使用铱催化剂通过Dextor能量转移激活基于双吖丙啶的探针，产生短半衰期卡宾，以确认纳米分辨率的蛋白相互作用组。但是铱催化剂会受其材料可持续性低以及细胞毒性高的限制。本文开发了一种易于获得的有机光催化剂-黄素辅因子类似物脱氮黄素，其可以在活细胞中通过能量转移激活双吖丙啶以及其他主要探针，即脱氮黄素-双吖丙啶能量转移标记（DarT 标记）。

本文的第一部分就介绍了脱氮黄素的发现以及机理研究，证明了在450nm光激发下，该分子从基态S0跃迁至S1，进而至T1，然后通过能量转移回到基态并导致双吖丙啶转化为碳卡宾。

之后，作者首先在BSA上进行验证，使用BSA，脱氮黄素，以及生物素-双吖丙啶探针成功实现了体外BSA的生物素化。后续在蛋白质组上验证，作者将HaloTag融合至代谢型谷氨酸受体 2（mGluR2），然后通过脱氮黄素-氯烷烃进行标记，随后进行体外光标记，以及富集最终LC-MS/MS分析。通过火山图以及GO分析验证了数据中细胞表面蛋白质的富集，确认了DarT的特异性。

然后作者强调脱氮黄素与铱催化剂相比，具有良好的生物相容性和细胞渗透性以及较低的光毒性。最后，作者使用DarT，研究了细胞穿膜肽线性和环状癸氨酸（R10）的相互作用组，揭示了其摄取、定位和细胞内运输的机制。

总的来说，本文开发了一种名为脱氮黄素-双吖丙啶能量转移标记的光邻近标记方法，其脱氮黄素相比于之前的铱催化剂来说，具有更优良的生物相容性以及膜渗透性，具有高时空控制的邻近标记能力。

本文作者：YDP

责任编辑：LYC

DOI：10.1038/s41557-025-01931-8

原文链接：https://doi.org/10.1038/s41557-025-01931-8