分享一篇发表在ACS Central Science上的文章，文章标题是“Targeted Protein Modification with an Antibody-Based System”，通讯作者是来自剑桥大学化学系的Michele Vendruscolo教授和助理研究员Oded Rimon。Michele Vendruscolo教授的主要研究方向是错误折叠蛋白质的结构解析和药物开发。

蛋白共价配体能够通过共价修饰酶的活性位点调控酶的活性，目前已经用于多种疾病的治疗。传统的蛋白共价配体大多依赖于蛋白口袋与小分子的非共价作用，促进配体和蛋白的结合以及配体和活性氨基酸残基的反应，该方法难以适用于无序和错误折叠的蛋白质，而这些蛋白在帕金森和阿尔茨海默等疾病的进展中十分重要。作者因此希望能够开发出一种新的蛋白靶向引入共价修饰的工具，能够高选择性地靶向多种不同类型蛋白质，包括无序和错误折叠的蛋白质。

为了提升选择性，作者创新型地将抗体和能引入共价基团的活化酯结合，该抗体与抗原结合以后，会通过邻近效应将共价配体转移到靶蛋白上邻近的氨基，实现共价配体的引入，作者为该工具命名为PEABS。作者首先在αGFP对PEABS进行了验证。作者选择Biotin和罗丹明b作为引入的共价配体，在αGFP的纳米抗体上引入不同长度的linker，测试了多种含氟的离去基团，并使用LC-MS定量修饰率。结果显示对于游离的GFP，该方法引入修饰率约为27%，在含有GFP、α-突触核蛋白和BSA的混合物中，PEABS仅修饰GFP，修饰率约为38%。而在在细菌裂解液中，GFP仅占总蛋白质的1%，但80%的修饰信号集中于GFP，靶向选择性高达380:1。

随后作者尝试在β2m蛋白上使用PEABS引入共价配体，验证该工具的底物普适性。β2m 是参与多种肾脏疾病的MHC-I组分，并且会在透析患者中形成和积累淀粉样蛋白。作者对β2m的纳米抗体nb24进行改造得到PEABS，并检验其对β2m的修饰能力。结果显示在生理浓度下，PEABS能够在39%的β2m上引入biotin修饰。并且在HeLa细胞lysate中，外源添加的β2m也能被引入修饰。

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总之作者开发出一种对靶标蛋白精准共价修饰的工具PEABS，通过抗体-化学linker协同作用，首次实现了对不可成药蛋白的精准无痕共价修饰，为疾病机制研究与靶向治疗提供了新范式。

本文作者：ZBY

责任编辑：TZS

DOI：10.1021/acscentsci.5c00651

原文链接：https://doi.org/10.1021/acscentsci.5c00651