推荐一篇发表在JACS上的论文，通讯作者是来自UC Berkeley的Matthew B. Francis教授，他的课题组的研究重点是开发位点特异性蛋白质修饰的新方法，用于构建具有光学和治疗功能的蛋白类生物材料。

       对蛋白质进行化学，区域选择性和位点特异性修饰是化学生物学领域的重要研究手段，这对于我们对生物学的理解和新疗法的创造都有巨大的价值。大部分的工作都集中在小分子与蛋白的精准偶联，蛋白-蛋白的精准偶联被证明更具困难，其主要挑战在于连接大分子时必须克服的空间抑制，以及难以产生合适的选择性反应句柄。酪氨酸酶(TYR)介导的氧化偶联，是TYR将酪氨酸氧化成邻醌亲电子体，进而与亲核性残基偶联，从而实现蛋白之间的偶联，这种方法在 4°C 到室温的温度范围内以及接近中性 pH 的条件下进行，以保持敏感蛋白质的功能。

       最近的研究表明从蘑菇中提取的酪氨酸酶（abTYR）在N 、C 末端酪氨酸残基处催化位点特异性氧化偶联反应中取得了成功的进展。但是很快就有研究发现abTYR 无法氧化负电性较高、分子量较大的底物中的酪氨酸，而megaTYR 作用的底物范围更加广泛，可以氧化带负电性较强的底物中的酪氨酸。从二者的结构上分析，abTYR是一种蛋白质复合物，并显示出活性位点有较为明显的空间位阻，而 megaTYR是单体并显示出更开放的活性位点。此外，更重要的是，abTYR由于其表面有大量酸性残基，因此与底物电性偏好密切相关。接下来作者对megaTYR靠近活性位点的表面暴露的残基进行突变，当把55位的天冬氨酸突变成精氨酸后，发现megaTYR对于酸性的肽段末端酪氨酸的激活具有明显的偏好性。

       接下来，作者就利用abTYR对正电性肽段的偏好性以及megaTYR突变体对负电性肽段的偏好性按照电荷定向顺序位点特异性地合成了一个多蛋白复合物。在abTYR的催化下， luciferase活化的酪氨酸与Y200C sfGFP上的Cys发生特异性偶联（不受E4Y肽段的影响），然后在megaTYR催化下，Y200C sfGFP上的EEEEY中的Y被激活，与S152C mCherry上的Cys发生特异性偶联，从而构建成了多蛋白复合物。

       总之，本文通过利用酪氨酸酶对底物电荷的偏好性通过氧化偶联创建蛋白质三聚体，证明了该系统生成复杂蛋白质产品的潜力。

本文作者：ZJ

责任编辑：Guo ZH

原文链接：https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/jacs.1c03079

文章引用：DOI: https://doi.org/10.1021/jacs.1c03079