科研人員利用可見光催化破解蛋白質標記選擇性瓶頸

　　近日，中國科學院上海有機化學研究所研究團隊等，在生物正交標記技術領域取得進展。研究團隊發展出可見光驅動的酮基自由基偶聯新策略，在活細胞層面實現了蛋白質的原子級精度標記與交聯。該方法通過可見光催化，高效生成穩定的二芳基酮自由基，有效規避了傳統紫外激發技術因高能光照導致的選擇性差、副反應多、背景干擾強等固有缺陷，提升了標記特異性與生物相容性。

　　研究團隊系統解析了傳統紫外激發交聯技術的核心瓶頸，即其產生的高活性且難以調控的反應中間體三線態雙自由基，易引發環加成和氫原子攫取等副反應，導致非特異性交聯和生物分子損傷。同時，團隊構建了新型可見光催化體系。該體系可在中性水溶液中高效生成穩定的二芳基酮自由基，實現了生物正交條件下的精準頻哪醇偶聯。這一策略將副反應發生率從傳統方法的20%以上降至5%以下，提升了蛋白質交聯的特異性與生物相容性。

　　這一技術僅需在目標蛋白單一位點嵌入光交聯探針苯甲酮丙氨酸，即可通過光催化高效觸發交聯反應，實現高效精準的蛋白質交聯，明顯優于傳統的多步驟、低特異性交聯方法。同時，在PyrI4同源二聚體及Trx/PAPS異源復合物研究中，該策略均展現出高度特異性交聯，且工程化蛋白保持了天然結合親和力。研究團隊通過高精度串聯質譜分析，直接鑒定出頻哪醇型交聯鍵的形成，并在原子尺度上解析了蛋白質相互作用界面。

　　該研究為解析活細胞內蛋白質動態互作與功能提供了高精度、低擾動的新一代化學工具。

　　相關研究成果發表在《美國化學會志》上。研究工作得到國家自然科學基金委員會、中國科學院、上海市的支持。