给大家介绍一篇发表在Nature Chemistry上的文章，文章标题是“Repurposing a plant peptide cyclase for targeted lysine acylation”。文章的通讯作者是来自澳大利亚昆士兰大学的David J. Craik教授和Thomas Durek教授。David J. Craik教授的研究方向是环肽与蛋白质化学，Thomas Durek研究方向是环肽环化机制研究。

通过酶催化的蛋白质、肽的反应可以在温和的反应条件下对目标蛋白和肽引入化学修饰。目前已有一系列已建立的工具可用于蛋白质C或N端修饰，包括内链蛋白、转肽酶和工程蛋白酶，而针对非CN端的选择性修饰，例如蛋白质内部修饰的方法则非常有限。

在这篇文章中，作者研究证明了天冬酰胺连接酶OaAEP1，能够催化赖氨酸侧链氨基的酰化反应。该反应在无镍离子添加的情况下，易与末端氨基形成“head to tail”的产物。如果在反应中引入镍离子，则会对肽段内部的赖氨酸侧链氨基产生修饰。该反应对底物的要求是：提供羧基端的序列为NGLH，其中GLH会离去，N的羧基端裸露出来。另外一个底物中赖氨酸残基的邻位必须为亮氨酸（L）。

作者在肽段水平验证了反应的可行性后。在长链多肽上以及一个helical片段上进一步验证了反应的可行性。随后作者认为可以将底物作为KL tag插入到蛋白中，并试图在蛋白水平完成对赖氨酸残基的OaAEP1酶催化的修饰。作者利用该反应成功在目的蛋白sGFP上的不同位置引入一个和多个biotin基团。同时也可以在人ACE2蛋白上引入TAMRA。最后在f CTC-445蛋白上通过结合Sortase A的三步偶联在相应的位点结合上了端炔、荧光、biotin的生物正交官能团。

总之，本研究通过植物肽环化酶OaAEP1，成功在蛋白质或肽链内部的赖氨酸侧链氨基上引入修饰。

本文作者：ZYF

责任编辑：ZF

文章引用：https://doi.org/10.1038/s41557-024-01520-1

DOI: 10.1038/s41557-024-01520-1