推荐一篇发表在Science Advances上的文章，其标题为“Development of multifunctional synthetic nucleosomes to interrogate chromatin-mediated protein interactions”。本文通讯作者是来自香港大学的Xiang David Li教授及其课题组的Zheng Liu博士，Xiang David Li教授课题组专注于使用化学生物学策略对细胞生物学进程中的PTM的生物学功能进行研究。本文中，作者设计并构建了基于蛋白质化学标记策略的多功能核小体，成功实现了染色质相关蛋白质的有效鉴定。
基于DNA-蛋白质的染色质中储存着真核细胞的遗传信息。作为其中核心的核小体复合体在不同理化环境和相互作用蛋白等的影响下，可对自身的结构进行调控，进而影响其自身的可及性，进而决定其基因的表达与对应细胞的身份。因此，对染色质相关蛋白的解析具有极其重要的意义。然而，此前的策略难以实现完整核小体的相互作用蛋白的鉴定与解析。
为了解决这一问题，本文中，作者通过化学标记的策略，试图在目的蛋白上引入生物正交功能基团，实现相互作用蛋白的鉴定。基于此前报道的半胱氨酸的烷基化反应和二硫键交换反应，作者拟采用带有可在UV下捕获邻近蛋白的双吖丙啶基团和生物正交富集基团炔基的探针I-Dzyne和Npys-Dzyne进行肽段标记实验。结果显示，Npys-Dzyne可以几乎可以在等当量条件下实现高效反应，而I-Dzyne则在底物：探针=1:100的条件下也只有大约50%的反应效率。因此，Npys-Dzyne探针具有更好的标记效果。标记后的H3肽段可在UV的作用下，有效地捕获已报道过的相互作用蛋白。由此，初步证明了策略的有效性。
为了进一步验证其策略的可靠性，研究者将这一策略应用于组蛋白相互作用蛋白的捕获实验中。由于组蛋白上半胱氨酸丰度较低，他们在经典的相互作用pair的相互作用面上引入了半胱氨酸残基，并通过化学标记策略引入生物正交探针。随后，他们使用探针对相互作用蛋白进行了捕获。结果显示，多种组蛋白突变体均可对靶标进行捕获。基于此，作者进一步在核小体相互作用蛋白HMGN2上标记了探针，试图对核小体进行捕获。通过基于生物素-链霉亲和素相互作用的富集策略及其LC-MS/MS制样流程，他们成功鉴定到了核小体核心蛋白组蛋白H2A与H2B。此外，通过交联位点热图分析后，他们发现，H2A D90和H2B E102为主要相互作用位点。
有了以上结果，他们将这一策略拓展到直接捕获核小体相互作用蛋白的应用中。通过在H3上引入生物正交探针后，再将其组装到核小体中。由此，他们得到了带有生物正交探针的核小体。在核小体激活和静息状态下，他们使用这一功能化核小体进行了相互作用蛋白的捕获。结果显示，在激活状态下，他们成功捕获了相互作用蛋白DOT1L，并确定了DOT1L和H3上的关键相互作用残基。最后，在H2B E102C为引入探针后，他们也成功通过CLASPI策略，成功捕获到了核小体酸性补丁的相互作用蛋白。由此，证明了这一策略的可靠性与普适性。综上，作者设计并构建了基于化学标记策略的多功能工程化核小体，实现了相互作用蛋白的捕获与鉴定。这一策略为研究为染色质相关蛋白的分析提供了强大而通用的化学工具，具有重要的作用。文章链接：https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.ade5186原文引用：DOI: 10.1126/sciadv.ade5186
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