ACS chem. biol. | A1AR的共价小分子探针

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为大家分享一篇来自ACS chemical biology上的文章“A Chemical Biological Approach to Study G Protein-Coupled Receptors: Labeling the Adenosine A1 Receptor Using an Electrophilic Covalent Probe”,文章的通讯作者是来自莱顿大学的Daan van der Es教授,他主要致力于开发用于生化研究的小分子探针。

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G蛋白偶联受体(GPCR)是细胞内一类非常重要的蛋白,在很多生命活动中都起到了关键的调控作用。腺苷受体就是一种功能非常丰富的class A GPCR,但是目前针对这一类受体的小分子却很少。原因之一就是这类蛋白下游功能很多,此外蛋白上丰富的翻译后修饰也使得小分子的开发非常困难。之前的研究主要关注的是腺苷受体的抑制小分子,而本文作者之前发现了一个可以共价结合腺苷受体A1AR的激动剂小分子。在这篇文章中,作者希望将基于活性的化学蛋白质组学技术(ABPP)与之前开发的激动剂小分子结合开发对A1AR特异性的小分子探针。


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由于之前开发的激动剂小分子LUF7746已经具有了与A1AR共价反应的基团,想要把他开发成ABP探针只需要连接表征基团即可。于是文章选择在原有小分子的基础上连接一个炔基把手用于后续的click反应。他们根据3个可以连接炔基的位置设计了4个探针,并测试了这4个探针对同家族4个腺苷受体的选择性。其中第4个探针分子LUF7909的选择性最佳,他们决定对LUF7909进行更深入的研究。

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他们首先利用radioligand binding和计算机模拟的手段证实了该探针分子共价地结合在了A1AR蛋白上并且不影响活性口袋的功能。之后他们首先在过表达了A1AR的CHO细胞细胞膜的提取液中尝试用LUF7909探针进行了标记。他们发现低浓度的探针可以很好的标记到A1AR蛋白,浓度过高后会出现很明显的非特异性标记。最终他们采用了100μM的标记浓度。


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之后他们利用该探针的相互作用蛋白进行了蛋白质组学的分析。在被探针富集到的蛋白中他们实现了对A1AR蛋白肽段40%覆盖率,这是少有的能够实现GPCR蛋白富集的探针之一。同时他们也对探针富集的蛋白质组进行了分析。他们发现A1AR蛋白确实是富集蛋白中表现最好的。但是存在一些非特异性吸附的蛋白。


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他们接下来在活细胞内用该探针 对A1AR进行标价。荧光共聚焦显微镜下能够很好地观察到探针标记在过表达了A1AR的细胞的细胞膜表面,与GPCR共定位。他们还尝试直接对内源的A1AR蛋白进行标记。他们寻找到了本身高表达A1AR的脂肪细胞,并利用他们的探针很好地实现了对内源A1AR的标记。

总而言之,文章将之前开发的A1AR激动剂结合化学蛋白质组学开发出了一个特异性结合A1AR的共价探针。利用该探针可以很好地实现对细胞裂解液和活细胞上A1AR的特异性标记。


本文作者:LZH
责任编辑:Guo ZH
原文地址:https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acschembio.2c00589
原文引用:DOI:10.1021/acschembio.2c00589


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