[发明专利]一种修饰蛋白质组氨酸残基的方法

说明书

本发明公开了一种修饰蛋白质组氨酸残基的方法，以缩硫醛类化合物为底物，在有机光催化剂存在下，通过合适波长的可见光的照射，用于化学修饰蛋白质组氨酸残基。本发明可使用无毒的有机化合物或金属有机化合物为催化剂，可见光为光源，适合实验室和工业化蛋白质组学研究应用。

技术领域

本发明属于生物化学领域，涉及一类蛋白质组氨酸探针，具体来说是一种修饰蛋白质组氨酸残基的方法。

背景技术

蛋白质组氨酸(His)残基具有缺电子的杂芳族咪唑侧链，在蛋白质中的丰度低至约2.2％。它在蛋白质功能中起着许多重要的作用，包括氢键供体/受体，质子穿梭，金属配位，金属介导的共价修饰和亲核催化。咪唑侧链是一个良好的亲核基团，并且是离去基团，但对热和酸不稳定，因此很难在生物样品中检测到修饰的组氨酸，例如磷酸化组氨酸。尽管近年来已报道了使用中性损失片段化进行大规模磷酸组氨酸的研究，并在近年来引起了越来越多的关注，但尚没有针对组氨酸残基的稳健修饰方法。

四价有机硫(IV)分子，包括锍盐和硫鎓盐等，通常表现出亲电性，因此可以进行经典的亲核取代反应，甚至已被用作S_NAr反应中极好的离去基团。例如，S-腺苷甲硫氨酸(SAM)和蛋白质His残基之间的甲基转移酶催化的亲核甲基化反应。硫鎓盐是Pummerer反应的重要中间状态，在亲核反应和S_EAr反应中作为底物具有很高的活性。

发明内容

针对蛋白质组氨酸残基的化学选择性修饰技术和应用的需求，本发明提供了一种修饰蛋白质组氨酸残基的方法，所述的修饰蛋白质组氨酸残基的方法是一种以缩硫醛为活性官能团的蛋白质组氨酸残基的高效选择性化学修饰方法。

本发明提供了一种修饰蛋白质组氨酸残基的方法，包括如下步骤：

1)以缩硫醛类化合物及其衍生物为反应底物；所述的缩硫醛类化合物及其衍生物的结构式如下所述，

或者或者或者或者或者或者或者或者或者或者或者或者或者

R为或者或者或者R’为或者

R”为或者

2)加入需要修饰的蛋白质，所述的化学修饰位点为蛋白质组氨酸残基；缩硫醛类化合物及其衍生物底物的投料为蛋白质的10当量至200当量；

3)采用光氧化还原催化剂，所述的光氧化还原催化剂为有机和金属光氧化还原催化剂；所用催化剂在反应体系中的浓度为10微摩尔每升至100微摩尔每升；所述的有机和金属光氧化还原催化剂的结构特征如下；

或者或者或者

4)采用光照，所使用的光源为蓝光，波长为430至480nm，功率为10至45W；

5)所述的反应溶剂为水或极性有机溶剂，pH范围为4至10；所述的溶剂选自水、乙腈、甲醇、乙醇、异丙醇、叔丁醇、乙二醇、甘油、三氟乙醇、六氟异丙醇、二甲基亚砜、N,N-二甲基甲酰胺中的任意一种或者它们任意两种的混合溶剂；

6)所需的反应时间为1小时至6小时，反应温度为37摄氏度，完成蛋白质组氨酸残基的修饰。

本发明的一种修饰蛋白质组氨酸残基的方法，以缩硫醛类化合物为底物，在有机光催化剂存在下，通过合适波长的可见光的照射，用于化学修饰蛋白质组氨酸残基。本发明可使用无毒的有机化合物或金属有机化合物为催化剂，可见光为光源，适合实验室和工业化蛋白质组学研究应用。

本发明和已有技术相比，其技术进步是显著的。本发明适用于蛋白质组氨酸残基的化学修饰，通过光催化在短时间内实现反应的快速进行。本发明使用的反应底物和光催化剂容易获得并且毒性较小，适合实验室和工业化生产，并适合实验室和工业化蛋白质组学研究应用。

附图说明

图1缩硫醛化合物的一般合成方法。