分享一篇发表在Angew上的文章：Tunable Amine-Reactive Electrophiles for Selective Profiling of Lysine, 通讯作者是来自埃默里大学的Monika Raj教授，课题组的研究方向是发展新的化学反应、催化和连接方法来合成生物分子。
赖氨酸Lys通过其亲核氨基表现出丰富的化学性质，能催化多种反应，也是蛋白质翻译后修饰的常见位点。在人源蛋白中Lys具有较高的含量（~6%）。许多特性使Lys残基成为共价药物的理想靶标，但因为Lys的亲核性比Cys低，使得构建Lys选择性共价探针是一项非常艰巨的任务。目前报道较多的Lys探针是一类活化酯探针，例如NHS-ester，STPyne等。但是这类探针在细胞内缺乏水解稳定性，也可能与其它氨基酸（例如Cys）反应。
于是作者开发了新型可调节氨基反应性亲电试剂(Tunable Amine-Reactive Electrophiles, TAREs)共价探针。要设计用于蛋白质组选择性分析Lys的亲电共价探针，主要的挑战是与亲核Cys的交叉反应性和探针的水解不稳定性。作者通过芳杂环硫醚来实现Lys的选择性标记，这些芳杂环硫醚与Cys反应生成另一种Lys反应性亲电性芳杂环硫醚，后续能够与Lys形成稳定的加合物。为了对TAREs探针的水溶性、赖氨酸选择性、水解稳定进行优化并使其易于质谱分析，作者在探针结构上进行了筛选和优化：(i)改变杂环上不同的杂原子O/S， (ii)改变融合的芳香环(苯和吡啶)和(iii) N杂原子的甲基化。
在肽段水平上评价TAREs探针的选择性，发现1c能够标记Lys和Cys，1d能标记Lys，1e能标记Lys和N-term。接下来作者测试了TARE 1e-Cys三肽加合物（VCF-1e）和赖氨酸甲酯的反应情况，发现会产生稳定的Lys-OMe-1e产物，释放三肽VCF，这个结果说明了Cys与TAREs会产生另一种Lys反应性的亲电试剂，在蛋白质组中具有Lys选择性分析的潜力。
作者进一步将TAREs 1c, 1d改造成带有炔基的探针，比较了它们和STPyne反应性、水解稳定性，发现1c-yne和其它两者相比具有极高的稳定性。在基于串联质谱的化学蛋白质组学的实验中，TAREs探针1c-yne鉴定到5124个Lys和27个Cys，而1d-yne能鉴定到1595个Lys和54个Cys，展现出极高的Lys选择性。
综上所述，作者设计了与Cys和Lys均表现出高反应活性的TAREs探针，但TAREs与Cys反应生成另一种Lys反应性亲电试剂，因此这些探针只与Lys形成稳定的加合物，达到高度选择性富集的效果。
本文作者：MB
责任编辑：LDY
原文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202112107
文章引用：DOI：10.1002/anie.202112107
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