半胱氨酸巯基有几个独特的性质，确立了它在20种蛋白源性氨基酸中的突出作用。例如，它作为各种酶的催化残基；在蛋白质折叠中形成共价二硫键；由于其两亲性，它既可以在疏水核中也可以暴露在溶剂中，是许多翻译后修饰的靶点。半胱氨酸潜在的独特亲核和氧化还原性质是其在蛋白质修饰和化学生物共轭中重要性的基础。

为了扩大已建立和商业化的巯基生物共轭试剂的应用范围，德国明斯特大学Henning D. Mootz组以基因编码的方式开发了一种非天然巯基的生物共轭试剂，该生物共轭试剂的巯基可以在温和的生理条件下去保护释放。具体地是利用琥珀终止密码子抑制将苯乙酰胺甲基（Phacm）保护的同型半胱氨酸（HcP）掺入纯化目的蛋白中，用青霉素G酰化酶（PGA）将HcP的巯基释放。虽然这种酶促脱保护依赖于空间可及性，但可在几分钟内以灵活的顺序在暴露位置有效发生，且新释放的巯基不需要用还原剂处理。

图片来源：Angew. Chem. Int. Ed.

该研究通过一系列基于硫醇化学的独特新应用，从保留二硫键的选择性双标记和选择性单标记到一种新的分子内交联方法，证明了这种潜在巯基的效用。

图片来源：Angew. Chem. Int. Ed.

参考文献：Genetic Encoding and Enzymatic Deprotection of a Latent Thiol Side Chainto Enable New Protein Bioconjugation Applications

Angew. Chem. Int. Ed.

DOI: 10.1002/anie.202102343

原文作者：Marie Reille-Seroussi+, Pascal Meyer-Ahrens+,Annika Aust+, Anna-Lena Feldberg, and Henning D. Mootz*