中国科学院大连化学物理研究所提出聚集蛋白质相互作用基团交联分析新方法

来源：中国科学院大连化学物理研究所2022-11-23 19336020

近年来，刘玉团队针对细胞内聚集蛋白缺乏完整的三维结构信息，难以实现靶向检测的困难，提出了针对聚集蛋白内孔道特征微环境的探针设计思路。

中科院大连化物所蛋白质折叠化学生物创新特区研究组(02T5组)刘玉研究员、生物分子高效分离与表征研究组(1810组)张立华研究员、西湖大学张馨教授合作。通过系统调控绿色荧光蛋白发色团的骨架结构，实现了分子的三重态化学活性，并用于活细胞内聚集蛋白的靶向交联，获得聚集蛋白的相互作用信息。

蛋白质的错误折叠、变性和聚集可导致多种蛋白质构型疾病，如阿尔茨海默病、帕金森病、渐冻人症和淀粉样心肌病。目前，对聚集蛋白的研究主要集中在开发荧光探针，观察其位置和形态，追踪聚集过程，可用于疾病的早期检测和临床。然而，用于分析蛋白质在细胞内聚集时的组分和相互作用信息的分析工具的报道很少。聚集蛋白的组分和相互作用信息对于揭示上述疾病的发病机理和寻找新的靶点具有积极的科学和临床意义。

近年来，刘玉团队针对细胞内聚集蛋白缺乏完整的三维结构信息，难以实现靶向检测的困难，提出了针对聚集蛋白内部孔道特征微环境的探针设计思路(Angew。化学。里面的由…编辑， 2021;安吉。化学。里面的由…编辑，2021)，并实现了细胞内致病聚集蛋白的位置和形态分析(Anal。化学。2021)，共聚集过程的机理分析(化学。Sci。2021)和内部微环境异质性的定量分析(Angew。化学。里面的由…编辑， 2021;ACS Sens，2022年).然而，上述工作仅局限于对蛋白质聚集过程的动态观察，缺乏对其组成和相互作用的进一步分析。

在这项工作中，刘玉团队与张丽华团队合作，通过衍生天然荧光蛋白的生色团，实现对其三重态光交联性质的合理调控，并利用分子骨架结构靶向聚集蛋白的细胞内结合，实现对聚集蛋白的组分和相互作用信息的大规模分析。此外，刘玉的团队和张馨的团队利用绿色荧光蛋白发色团骨架(HBI)推导出分子结构，并有规律地调节活性氧的效率，为蛋白质的化学邻近标记奠定了基础。针对标记蛋白复杂度高、识别困难的挑战，张立华团队开发了高通量蛋白质相互作用分析技术，高灵敏度识别光氧化和光交联聚集蛋白的光反应类型和修饰位点，实现聚集蛋白组分和相互作用信息的高可靠性确认。同时，我所研究员吴开锋和美国华盛顿大学教授李晓松通过对分子激发态的测量和理论计算，探讨了这类分子三重态化学的机理，为这项工作中的光氧化和光交联提供了理论支持。作为一种新型的仿生光敏剂和光交联剂，本工作在生色团辅助光灭活(CALI)、光动力治疗(PDT)和有机光聚合等领域也显示了其应用潜力。

上述成果题为“实现合成荧光蛋白发色团的光交联和光敏特性”，最近发表在《德国应用化学》 (angew.chem.int.ed .)。本作品第一作者为02T5组博士生冯欢，和

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