介紹一篇發(fā)表在JACS上的文章，文章標(biāo)題是“Genetic Encoding of Fluoro-L-tryptophans for Site-Specific Detection of Conformational Heterogeneity in Proteins by NMR Spectroscopy”。文章的通訊作者是來自澳大利亞國立大學(xué)的Thomas Huber教授和Gottfried Otting教授。Thomas Huber教授的研究方向是有機(jī)化學(xué)，Gottfried Otting教授主要從事生物大分子的核磁技術(shù)的開發(fā)。
蛋白在不同生理狀態(tài)存在著不同的構(gòu)象，目前的分析方法很難檢測蛋白構(gòu)象的瞬時(shí)變化。大分子的核磁掃描可以在相對native條件下，檢測蛋白質(zhì)構(gòu)象的變化。特別的是，蛋白質(zhì)的氨基酸殘基中如果引入氟原子則很容易被19F核磁共振波譜檢測到。作者因而認(rèn)為，如果通過遺傳密碼拓展技術(shù)在蛋白中插入含氟的非天然氨基酸，則有可能通過檢測19F的化學(xué)位移變化來檢測蛋白構(gòu)象變化。作者在本研究先開發(fā)了一套編碼F-Trp的tRNA合成酶，分別編碼4-氟色氨酸(4F-Trp)、5-氟色氨酸(5F-Trp)、6-氟色氨酸(6F-Trp)和7-氟色氨酸(7F-Trp)的結(jié)構(gòu)。其次選擇了AncCDT-1蛋白作為研究對象，將相應(yīng)的F-Trp引入至W71位。已知AncCDT-1是含有雙結(jié)構(gòu)域的蛋白，在結(jié)合氨基酸后會(huì)發(fā)生較大的構(gòu)象變化。因此，將F-Trp引入至結(jié)合位點(diǎn)附近的W71，則會(huì)通過19F觀測到AncCDT-1結(jié)合氨基酸前后化學(xué)位移的變化。作者加入不同的氨基酸，發(fā)現(xiàn)19F的位移存在明顯的轉(zhuǎn)換，且轉(zhuǎn)換后在His等添加組出現(xiàn)了明顯的異質(zhì)性，顯示出在氨基酸添加組AncCDT-1存在復(fù)雜的構(gòu)象變化。另外一個(gè)案例將F-Trp引入至NS2B-NS3蛋白酶的W83位。引入F-Trp后發(fā)現(xiàn)其native的構(gòu)象便存在異質(zhì)性，但是同時(shí)引入蛋白酶抑制劑1發(fā)現(xiàn)能夠使其保持構(gòu)象一致性。總之，本研究通過遺傳密碼拓展技術(shù)在蛋白中插入氟代色氨酸，并在兩個(gè)案例中通過檢測19F的化學(xué)位移變化來檢測蛋白構(gòu)象變化。原文鏈接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.4c03743文章引用：10.1021/jacs.4c03743
