張文彬課題組在蛋白質(zhì)異質(zhì)索烴制備研究中取得重要進展
?拓撲在數(shù)學(xué)上指圖形在連續(xù)形變中所保持不變的空間性質(zhì)，在化學(xué)領(lǐng)域則被用來描述分子在不斷裂化學(xué)鍵的前提下保有的原子間和鏈段間的連接關(guān)系和空間關(guān)系。在高分子中，拓撲結(jié)構(gòu)常常是調(diào)控高分子物理性能與功能的重要參數(shù)。在生命體系中，由于受到其生物合成機制的限制，新生蛋白質(zhì)的主鏈拓撲結(jié)構(gòu)均為線性結(jié)構(gòu)。然而，從自然界中存在的少數(shù)非線性拓撲蛋白質(zhì)（如套索蛋白、打結(jié)蛋白以及索烴蛋白等）的例子中，人們發(fā)現(xiàn)拓撲結(jié)構(gòu)可賦予蛋白質(zhì)額外的穩(wěn)定性和生物功能，因此拓撲調(diào)控可成為蛋白質(zhì)工程的一種新的策略。目前，人工設(shè)計的拓撲蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)仍然較少，其合成方法單一，亟需發(fā)展新的合成方法，以適應(yīng)更多樣、更復(fù)雜的拓撲結(jié)構(gòu)的制備。
近期，張文彬課題組發(fā)展了一種“活性模板”合成方法，可一步在胞外或胞內(nèi)實現(xiàn)蛋白質(zhì)異質(zhì)索烴的高效制備。“活性模板”的概念最早見于小分子機械互鎖結(jié)構(gòu)的制備。其主要利用金屬離子預(yù)組裝各反應(yīng)組分并進而催化形成共價鍵，從而固定其機械互鎖結(jié)構(gòu)。該研究借鑒了這個方法，通過重新設(shè)計SpyTag-SpyCatcher復(fù)合物中三個片段（SpyTag/BDTag/SpyStapler）之間的連接關(guān)系，在三維空間中人為引入鏈纏結(jié)，從而開發(fā)了與生理條件兼容的可用于合成蛋白質(zhì)異質(zhì)索烴的 “活性模板”方法（圖1）,在細胞外或細胞內(nèi)都實現(xiàn)蛋白質(zhì)異質(zhì)索烴的簡單模塊化合成。后期測試亦表明該種索烴化方式不會影響到蛋白質(zhì)的三維結(jié)構(gòu)，而且相對于線性結(jié)構(gòu)和環(huán)狀結(jié)構(gòu)，索烴結(jié)構(gòu)表現(xiàn)出更好的耐蛋白酶水解能力、耐加熱變性以及耐機械變性的能力。這意味著蛋白質(zhì)異質(zhì)索烴結(jié)構(gòu)在工業(yè)酶工程和蛋白質(zhì)藥物中具有一定的潛在應(yīng)用價值。另外，該方法也展現(xiàn)出廣闊的前景，不僅其效率有望利用定向進化技術(shù)得到進一步的提升，還有可能發(fā)展多種相互正交的活性模板，一步實現(xiàn)高級索烴的簡潔制備。
該研究近期在線發(fā)表于Angew. Chem. Int. Ed.（https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/anie.201904943）。北京大學(xué)化學(xué)與分子工程學(xué)院博士生達曉娣為該論文第一作者，張文彬研究員為論文通訊作者。該工作得到國家自然科學(xué)基金和北京大學(xué)醫(yī)學(xué)交叉研究種子基金的支持。
圖1. 蛋白質(zhì)異質(zhì)索烴的“活性模板”合成方法
版權(quán)與免責(zé)聲明：本網(wǎng)頁的內(nèi)容由收集互聯(lián)網(wǎng)上公開發(fā)布的信息整理獲得。目的在于傳遞信息及分享，并不意味著贊同其觀點或證實其真實性，也不構(gòu)成其他建議。僅提供交流平臺，不為其版權(quán)負責(zé)。如涉及侵權(quán)，請聯(lián)系我們及時修改或刪除。郵箱：sales@allpeptide.com