分享一篇发表在J. Am. Chem. Soc.上的文章，题目为“Dioxazolones as Masked Isocyanate Electrophiles for Global Profiling of Lysine Reactivity and Ligandability”，通讯作者是来自暨南大学的李正球教授和谭毅副教授，他们主要研究药物化学和化学蛋白质组学。这篇文章中作者利用二氧唑酮进行了反应性赖氨酸化学蛋白质组学分析。

95%的人类蛋白质被认为是药物不可及的，该问题的主要原因在于缺乏能够调控其功能的配体结合位点。共价反应性亲电小分子可以接触到一些浅层或动态结合口袋，拓宽药物可及蛋白的范围。但是，目前的策略主要集中于固有反应性最高的半胱氨酸，而半胱氨酸在蛋白质组中相对稀少，仅约2%，且通常不位于关键区域，因此，亟待开发半胱氨酸以外的共价靶向策略，从而进一步提高蛋白的药物可及范围。赖氨酸在人类蛋白质组中约占比5.7%，具有亲核性的ε-氨基，且显著富集于酶活口袋等重要的区域，说明靶向赖氨酸开发共价药物是很有前景的。

近年来已经开发了多种氨基反应性亲电试剂用于开发赖氨酸共价抑制剂，例如STP、NHS酯等，凡是活化的酯探针通常存在较差的水解稳定性，从而其覆盖的位点范围较少。因此，需要开发新型反应弹头，实现更高的稳定性、可调控的反应性即广谱反应性，从而深入地评估蛋白质组赖氨酸反应性。

作者关注到五元杂环具有独特的结构特征、反应性和广泛的生物活性，因此选择了二氧唑酮进行化学蛋白质组学分析。首先，他们合成了结构多样的多种二氧唑酮探针库，并对比了其与赖氨酸代表性反应探针的效果，结果表明探针ZSH-1023具有快速、高反应性、底物广泛等特征。说明二氧唑酮是一种高效的亲电弹头，可以高灵敏度地与蛋白质组反应，并鉴定活性赖氨酸。

随后，作者对二氧唑酮探针进行了活性蛋白质组学质谱分析，结果显示其主要靶向赖氨酸，共鉴定到3218个赖氨酸位点，其中957个是传统赖氨酸未鉴定到的独特靶点，且包含丰富的功能相关位点。作者进一步对其中的部分靶点进行了验证。

接下来，作者借助二氧唑酮弹头进行了共价配体鉴定。设计了11种基于二氧唑酮的化合物，并对其中四种进行了isoTOP-ABPP分析，共鉴定到199个强烈竞争结合的蛋白靶标，其中118种目前被认为是药物不可及的，体现了该方法寻找新的药物可及性蛋白的潜力。

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最后，作者针对BTK激酶开发了基于二氧唑酮的抑制剂，为后续的药物开发奠定了基础。

总之，本文开发了一类新型广谱赖氨酸反应弹头二氧唑酮，为挖掘新型药物靶点创造了良好的切入点。

本文作者：WYJ

责任编辑：WYQ

DOI：10.1021/jacs.5c17457

原文链接：https://doi.org/10.1021/jacs.5c17457