【Angew. Chem.】用于蛋白质标记和化学蛋白质组学的磺酰肼新型光交联剂

简介

本文研究了磺酰肼作为新型光交联剂的应用，通过碱催化的低能量光活化生成活性卡宾，用于蛋白质标记和化学蛋白质组学。

摘要

光亲和标记广泛用于研究小分子与蛋白质的相互作用。然而，现有的光交联剂种类有限，通常会改变原配体的亲和力和结合模式。本文开发了一种新型的目标无关光亲和标记试剂——磺酰肼，这种试剂在紫外线照射下形成反应性卡宾。通过优化反应条件，我们成功标记了蛋白质中的五种不同氨基酸残基，并证明了其在单胺氧化酶 A (MAO-A) 和信号转导及转录激活因子 5b (STAT5b) 转录因子中的应用。磺酰肼的合成简便，适用于多种化学生物学和药物发现的应用。

研究结果与讨论

1. 光活化磺酰肼的优化

通过合成并测试多种磺酰肼衍生物，选择出光活化效率最高的化合物。实验表明，380 nm 波长和 10 分钟的照射时间最为理想。

2. 多种功能基团的耐受性

在 PBS 缓冲液（pH 7.4）中测试了不同取代基对磺酰肼光活化的影响，发现多种功能基团（如羧基、氨基、溴等）均能被良好标记。此外，磺酰肼的生成具有较高的基团耐受性和底物特异性。

3. 实验证明

我们合成了一些已知具有生物活性的磺酰肼配体，并通过光活化实验验证了其在不同蛋白质靶标中的应用。例如，单胺氧化酶 A (MAO-A) 和 STAT5b 转录因子被成功标记，表明这些新型磺酰肼光交联剂能够将非共价抑制剂转化为不可逆的共价抑制剂。

4. 多种氨基酸残基的标记

通过对乙酰胆碱酯酶 (AChE) 和 KRas G12D 抑制剂的研究，进一步证明了磺酰肼光亲和标记在多种氨基酸（如半胱氨酸、天冬氨酸、丝氨酸等）上的应用潜力。

5. 化学蛋白质组学研究

我们成功应用了磺酰肼片段探针对细胞裂解物中的蛋白质进行标记，并通过质谱分析鉴定了大量标记的蛋白质。

结论

磺酰肼通过碱催化光活化生成活性卡宾，成为新型光交联剂。其低能量活化特性能够避免目标蛋白质的降解，具有广泛的基团耐受性和底物特异性。实验验证了其在单胺氧化酶 A、STAT5b 转录因子、乙酰胆碱酯酶和 KRas G12D 抑制剂中的应用，证明了其在化学蛋白质组学中的巨大潜力。磺酰肼光交联剂有望成为现有光亲和标记标签的有益替代品。

参考文献

Garami, K. et al. Target agnostic photoaffinity labelling by sulfonylhydrazones. Angew Chem Int Ed e202408701 (2025) doi:10.1002/anie.202408701.