波士顿学院的研究人员使用轻微的电荷来精确修饰蛋白质，这是一种可用于开发新型生物治疗药物和基于蛋白质的研究工具的新工具，该团队最近在自然化学杂志。

该团队由 BC 化学教授 Abhishek Chatterjee 和 Eranthie Weerapana 领导，开发并优化了一种名为“eCLIC”的新型电化学蛋白质标记反应，该反应能够精确修饰许多不同蛋白质上的位点特异性掺入的 5-羟基色氨酸 (5HTP) 残基，包括全长治疗抗体。

Chatterjee 说：“我们利用这种策略生成了许多位点特异性蛋白质缀合物，包括选择性进入并杀癌细胞而不是非癌细胞的抗体-细胞性药物缀合物。” “eCLIC 的一个关键优势是该方法所需的试剂非常便宜，每克成本不到 10 美元。”

该团队的成功标志着电催化首次被用于以位点特异性方式实现蛋白质修饰，他们在 12 月 11 日的文章“电化学标记羟基吲哚，具有位点特异性蛋白质生物共轭的化学选择性”中报道。

查特吉指出，蛋白质是大分子，通常由数百个氨基酸单体组成。在预定位置选择性修改蛋白质的能力对于许多应用很重要。例如，通过将有药物连接到抗体上，可以选择性地将其递送到癌细胞上，从而提高了治疗功效和降低靶向性的降低。

许多研究应用还需要将生物物理探附着到各种蛋白质上。查特吉说，确定蛋白质修饰位点的能力对于确保重要的蛋白质功能不受损害至关重要。

“挑战源于这样一个事实：所有蛋白质都是由 20 种氨基酸以不同的组合制成，”他说。“在所需位点识别可修改的功能而不是在其他地方重复，通常具有挑战性，这使得很难实现蛋白质修饰的位点特异性。”

为了克服这些挑战，该团队试图在任何选择的蛋白质位点掺入非天然氨基酸的方法。该团队通过重新设计细胞翻译系统来实现这一目标，以适应新的氨基酸5HTP。

Chatterjee说，此外，研究人员希望设计化学反应，这些反应可在所有天然氨基酸的情况下可以选择性地修改这种非天然氨基酸。

“如果我们能做到这一点，我们可以提供一种通用方法，以在预定义的站点上生成带有内置的“附件手柄”的蛋白质。特别是，我们有兴趣开发一种反应，该反应将用电催化蛋白质修饰反应，而不是化学催化，因为前者是廉价，环保的，并且对精致的蛋白质柔和。”

查特吉(Chatterjee)说，当他们第一次试图对反应建模时，球队能够克服异常挑战。通常，研究人员从小分子开始，在这种情况下为5HTP和苯胺，然后转到大蛋白质。

但是，由于5HTP分子彼此优先反应，因此首先尝试在小分子水平的5HTP和苯胺之间的反应是凌乱的。但是，当将5HTP掺入大蛋白质中时，它不再能够与另一个蛋白质结合的5HTP反应，而是与苯胺反应。

Chatterjee说：“如果我们坚持传统的进步 - 从小到大 - 我们将永远不会追求Eclic，以为'这太凌乱'。” “取而代之的是，我们直接在蛋白质上进行了非传统的反应发展，这有助于我们意识到在这种情况下它的干净和选择性。”

为了进一步推进对重要蛋白质靶标的大规模修改的ECLIC策略，该技术已获得Chatterjee共同创建的Tobrickbio，Inc。的许可。未来的研究将着重于开发下一代，特定于现场修饰的基于蛋白质的生物治疗剂和研究试剂。