9月2日消息,《自然·化学》(Nature Chemistry)发表一项生物正交化学突破:研究人员实现了活细胞内对苯丙氨酸(Phe)的化学操控。
苯丙氨酸的纯烃侧链主导蛋白质界面疏水性与π驱动相互作用,对众多生物过程至关重要,但其非极性结构无法进行传统依赖杂原子的反应,在活体系统中一直无法功能化操控。研究团队系统评估了生理条件下外源杂原子(O、N、B、I)笼锁基团后,提出"卤原子辅助脱笼"策略:用碘笼锁Phe侧链,再经钯触发生物正交脱笼实现无痕解锁。
精确调控下,该策略可实现:荧光团活性解锁、多肽解组装定向、蛋白质-蛋白质相互作用重启及细胞-细胞识别重塑。借助遗传密码扩展技术,团队将碘化Phe位点特异性插入HER2靶向affibody,动态控制细胞表面配体-受体相互作用;Phe脱笼还允许对肿瘤细胞上抗原肽的免疫原性进行时间控制,从而重塑肿瘤-T细胞互作。
团队进一步在细胞裂解物和活细胞内优化了脱笼化学反应。这项工作解锁了在活体系统中化学操控普遍存在且功能关键的非极性基团的可能性,为化学生物学研究和潜在的治疗调控(如免疫识别的时空调控)提供了新工具。
(来源:Nature Chemistry)