陈鹏课题组发展可遗传编码的组蛋白光交联标签

陈鹏课题组发展可遗传编码的组蛋白光交联标签

近日北京大学化学学院陈鹏课题组与香港大学李祥课题组合作，将遗传编码的光交联技术应用到组蛋白的化学修饰研究中，相关成果以“Genetically Encoded Photoaffinity Histone Marks” 为题发表在美国化学会志(JACS，DOI: 10.1021/jacs.7b01431)。

组蛋白的翻译后修饰对于表观遗传调控及多种生物学过程具有重要意义。近年来，一系列新的赖氨酸化学修饰（如巴豆酰化、琥珀酰化等）不断被发现，展示出组蛋白修饰前所未有的多样性及动态变化特征，但对于这些化学修饰的生物学机制与功能的认识仍然模糊。可遗传编码的光交联探针已经成为研究活细胞内蛋白-蛋白相互作用的重要工具，该工作成功地将该技术拓展到组蛋白的化学修饰研究中，开发了可遗传编码的组蛋白光亲和标签，将会极大地推动组蛋白化学修饰的识别机制和功能研究。

该技术的设计包括两个部分：a）一套带有翻译后修饰的赖氨酸遗传编码系统，可以在特定位点插入带修饰的赖氨酸。此外，在赖氨酸的主链上还带有光交联基团，可在UV光下与修饰相关的蛋白发生共价交联，可以用于研究该修饰特定的效应蛋白。b）一套带有保护基团的赖氨酸遗传编码系统，保护基团可以在大肠杆菌自身的还原性环境中发生脱除，将带有光交联基团的赖氨酸定点插入到组蛋白当中，用于证实交联到的效应蛋白的特异性。该团队以巴豆酰化修饰为代表，发展了该技术对应的赖氨酸巴豆酰化修饰的光交联探针（K*cr）和带有保护基团的光交联探针（PNBK*）两个探针，将这两种探针分别引入到组蛋白H3的56位和79位，并通过光交联基团捕捉到了H3上79位巴豆酰化的去乙酰化酶Sirt3。

北京大学陈鹏教授和香港大学李祥教授为本文的共同通讯作者；化学与分子工程学院14级博士生谢肖、香港大学13级博士生李小萌、生命科学联合中心15级博士生秦芳菲，为该文的共同第一作者。此项研究得到了国家自然科学基金委、科技部、北大-清华生命科学联合中心、香港协作研究金(CRF)，香港优配研究金(GRF)，杰出青年学者计划（ECS）的资助。