近日，中科院大连化学物理研究所研究员刘宇团队和张丽华团队合作，发现可用于相变蛋白质标记与成像的新方法。研究人员通过发展新型仿生荧光共价键探针和质谱表征方法，发现蛋白质聚集态界面具有化学反应活性，并由此发展出新型荧光分子探针。该探针对疾病的早期诊断和治疗有重要意义。相关研究成果发表于《德国应用化学》。
人体蛋白质的相变过程会诱发多种退行性疾病，如帕金森病、阿尔茨海默氏症、渐冻人症和老年性心衰等。然而，致病蛋白质发生相变后多处于无序结构状态，其特异性识别和检测具有挑战性。
通过模仿Kaede光转化荧光蛋白的作用机理，研究团队设计出具有迈克尔加成反应活性的新型荧光分子探针。该探针可与早期错误折叠的蛋白结合发出红色荧光，在进一步相变聚集过程中发生迈克尔加成反应，荧光信号由红光转为绿光。使用新型荧光分子探针，团队展示了细胞内蛋白质组在药物刺激下，从早期错误折叠到晚期聚集的相变过程。
利用定点突变技术和高分辨质谱分析，研究团队揭示了相变蛋白和探针分子的共价反应机制，即蛋白质错误折叠过程中半胱氨酸的微环境变化、蛋白聚集紧实度不同、探针反应活性强弱等因素，均会影响该反应的进程。基于该化学特性，团队拓展了此类共价键荧光探针结构的多样性，论证了在相变蛋白质界面迈克尔加成反应的普适性和可调控性。
刘宇表示，该工作首次揭示了蛋白质相变界面的化学反应活性，为未来设计质谱探针和药物分子提供了新策略和新思路。
相关论文信息：https://doi.org/10.1002/ange.202015988
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