研究进展：蛋白质翻译后修饰（PTM）在调节蛋白质结构、相互作用和功能中起着核心作用，其中，酪氨酸（Tyr）的芳香族侧链是一个值得注意的修饰位点，其能进行磷酸化和硝化等一系列修饰，具有生物学和生理学的重要意义。然而，我们目前对这些修饰导致人类健康和疾病的机制的理解仍然不完整，这归因于缺乏可以模拟这些PTM的天然氨基酸以及将芳香族PTM特异性引入蛋白质的合成工具。解决方案：在本文中，作者报道了一种通过钯（II）介导的S-C（sp2）键形成进行位点选择性安装芳香族PTM（磷酸化、硝化Tyr）的简单策略。首先，作者设计了嵌入芳香族PTM支架的钯（II）氧化加成复合物（Pd（II）OAC），其允许通过Cys残基安装目标PTM模拟物。接着，作者将复合物与硝化和磷酸化Tyr模拟物制备了硝化复合物Pd-1以及磷酸化复合物Pd-2（图1），均表现出优异的反应性。Pd-1与Pd-2能够与设计的Myc和Max转录因子的DNA结合结构域中的单个Cys残基（MaxA61C和MycA399C）反应，并在10分钟内得到稳定的单硝化和磷酸化产物MaxA61C-N、MaxA61C-P及MycA399C-N、MycA399C-P（图2），这证实Tyr-硝化和磷酸化可以通过钯介导的C-S芳基化成功转移到靶蛋白上。最后，作者使用突触蛋白α-Syn作为模型系统，其序列由有限数量的Tyr残基组成，可以在不同Tyr残基上模拟磷酸化/硝化的不同效应。成功实现了α-Syn蛋白的硝化和磷酸化类似物的位点特异性掺入（图3），并探究了Tyr磷酸化/硝化在该蛋白中发挥的作用。![]()
图1：（A）复合物Pd-1和Pd-2的合成示意图；（B）磷酸化和硝化模拟物在无保护肽上的位点特异性安装示意图。
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图2：（A）单磷酸化和硝化的MaxA61C蛋白；（B）单磷酸化和硝化的MycA399C蛋白。图3：硝化和磷酸化α-Syn类似物的生产示意图。
结论：本文开发了一种将芳香族PTM（如Tyr-硝化和磷酸化类似物）特异性引入蛋白质的方法，该方法具有多功能性，能够制备10种位点特异性修饰的蛋白质（包括Myc和Max蛋白）的硝化和磷酸化类似物，并且成功应用于α-Syn蛋白的位点特异性修饰，同时破译了这些竞争性修饰在体外调节α-Syn构象聚集中的作用。该方法对促进生成用于生物标志物发现、机制研究和药物发现的新型均相翻译后修饰蛋白库具有突出优势。参考文献：Muhammad Jbara et al. A Versatile Method for Site-Specific Chemical Installation of Aromatic Posttranslational Modification Analogs into Proteins. J. Am. Chem. Soc. 2024, DOI:10.1021/jacs.4c08416.
