分享一篇发表在ACS Chemical Biology上的文章，文章的题目是“Development of Second-Generation Acyl Silane Photoaffinity Probes for Cellular Chemoproteomic Profiling”，通讯作者是来自加州大学伯克利分校化学系的Daniel K. Nomura教授和F Dean Toste教授。Nomura教授的主要研究方向是使用化学蛋白质组学方法开发靶向不可成药的蛋白质的小分子； Toste教授的主要研究方向是有机合成方法学。

光亲和标记（photoaffinity labeling，PAL）是研究蛋白质-小分子相互作用的强有力的工具，能够通过使用含有光反应性基团的探针捕获小分子的蛋白靶标，从而有助于理解蛋白-小分子的相互作用机制。目前常用的光反应性基团包括二苯甲酮，芳基叠氮和双吖丙啶等，在这之中，二苯甲酮需要较长时间的紫外光照射才能被激活；芳基叠氮中间体反应活性过高，寿命过短；双吖丙啶体积较小且中间体卡宾稳定性适中，目前是使用最广泛的光反应基团。但是双吖丙啶对氨基酸残基的反应具有一定的选择性，因此作者希望能够开发出一种无偏的光反应基团，用于实现活细胞内的光亲和标记。

作者在2022年开发出一种酰基硅烷探针，在光照下会经过一步1，2-Brook重排生成α硅氧基卡宾，随后与氨基酸残基发生交联。本工作中作者进一步优化了酰基硅烷探针的合成步骤和反应条件，并且构建了一系列完全功能化的酰基硅烷探针。

作者首先优化了合成步骤，并优化了硅烷上的烷基取代基。荧光胶的结果显示烷基为二乙基或者二异丙基时探针能够在蛋白质组水平上产生光依赖的标记，烷基为硅环戊基时会有较多不依赖光照的副反应。

随后作者基于BET蛋白抑制剂JQ1合成了完全功能化探针JQ1-Et和JQ1-iPr，并与双吖丙啶反应基团的JQ1-DA同时标记了K562细胞。化学蛋白质组学分析结果显示基于酰基硅烷的光交联探针JQ1-Et和JQ1-iPr相比于JQ1-DA对于BET家族的BRD4均表现出了更高的富集，且JQ1-Et特异性更好。然而，作者同时也发现，探针标记后产生的硅氧基在LC-MS的酸性流动相中会水解，导致无法鉴定到任何探针加合物对应的质量，限制了该探针对光交联位点的鉴定。

最后作者合成了雷帕霉素的光交联探针rapamycin-iPr，使用探针处理K562细胞后成功鉴定到了雷帕霉素的已知靶标FKBP3 和 IFITM1/2/3。

总之，作者成功开发了基于酰基硅烷光亲和标记探针，并在活细胞化学蛋白质组学中验证了其用于目标蛋白识别的能力，为小分子-蛋白质相互作用研究提供了新的工具。

本文作者：ZBY

责任编辑：LYC

DOI：10.1021/acschembio.5c00396

原文链接：https://doi.org/10.1021/acschembio.5c00396