近日，华中农业大学生物医学与健康学院、化学院，湖北洪山实验室张帅课题组与浙江大学林世贤课题组合作在Chemical Reviews(化学评论)杂志发表了题为“The Biosynthesis and Applications of Protein Lipidation”的综述论文。该论文综述了蛋白质脂化修饰生物合成的进展及其在生物医学研究中的应用。
在所有与膜相关的生物学过程中,蛋白质脂化修饰几乎都发挥着重要作用。脂化修饰通过将强疏水性的脂质分子共价连接到蛋白质的特定位点上，从而重塑蛋白质与膜、蛋白质与蛋白质的相互作用。虽然细胞中有上千种蛋白质存在脂化修饰，但由于脂化修饰的高度可变、可逆以及与其它翻译后修饰串扰的特点，大多数蛋白质上脂化修饰的功能仍不明确。同时，脂化修饰的多肽或蛋白质药物通过结合血清白蛋白，显著延长了药物的血清半衰期。脂化修饰是经临床证实的长效药物的重要开发策略，已被成功地应用于多个重磅上市药物的开发，如索马鲁肽和替尔泊肽。因此，对蛋白质脂化修饰合成生物学的探索，既有助于研究脂化修饰的分子机制和生物学功能，又能够为新型脂化修饰药物的设计和制造提供策略。
图1.蛋白质脂化修饰合成生物学研究的总结示意图
在该论文中，作者介绍了哺乳动物细胞蛋白质脂化修饰的酶合成路径，总结了天然脂化修饰的类型和机制，综述了工程改造天然修饰酶和底物的蛋白质脂化生物合成策略，及这些策略在机制研究中的应用。该综述还介绍了由脂质转移酶和连接酶介导的、位点特异性脂化修饰蛋白质的体外生物合成策略及其应用，回顾了大肠杆菌和哺乳动物细胞中实现位点特异性脂化生物合成的策略，总结了这些策略在脂化修饰的生物功能和药物开发方面的关键应用，并评述了利用小分子探针在活细胞中调控蛋白质脂化生物合成过程的方法。最后，该综述探讨了蛋白质脂化修饰合成生物学领域面临的挑战和未来的发展方向。
浙江大学丁文龙博士、博士研究生顾佳钰、徐文元博士与华中农业大学硕士研究生吴婧、黄意雯是论文的共同第一作者，张帅研究员和浙江大学林世贤研究员为共同通讯作者。该研究受国家自然科学基金委，科技部等项目的资助。Chemical Reviews由美国化学学会于1924年创刊并发行至今。该期刊通过发表包含生物化学在内的化学领域中前沿研究的全面、权威、批判性和可读性的评论和分析，为研究人员提供高质量综合性参考资料。Chemical Reviews还定期出版主题专刊，聚焦于某一特定的新兴研究领域或交叉学科。据悉，该论文收录于近期出版的“合成生物学”主题专刊中。
全文链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.chemrev.4c00419
