分享一篇发表在ACS Chem. Biol.上的文章，题目为“Development of a Chemoproteomic Platform to Identify Sites of (Homo)citrullination within Complex Proteomes”，通讯作者是来自波士顿学院的Eranthie Weerapana教授和马萨诸塞大学医学院的Paul R. Thompson教授，两位教授的研究方向分别聚焦于化学蛋白质组学和药物发现。这篇文章中，作者开发了苯基乙二醛探针用于瓜氨酸化和同型瓜氨酸化的位点特异性鉴定。

瓜氨酸化修饰由蛋白质精氨酸脱亚胺酶（PAD）催化，将精氨酸残基中带正电的胍基转化为中性脲基，对蛋白质结构和功能产生重大影响，与细胞凋亡、表皮分化、基因表达等多种细胞过程相关。然而瓜氨酸化丰度低且质量变化很小，限制了从复杂蛋白质组中鉴定瓜氨酸化位点。此前Thompson教授的工作开发了基于苯基乙二醛（PG）的罗丹明-PG探针用于凝胶内荧光检测，以及生物素-PG探针用于瓜氨酸化蛋白鉴定。因此本篇文章作者开发了脱硫生物素（DB）-PG探针用于瓜氨酸化位点的鉴定。

作者首先通过基于凝胶的分析证明了DB-PG探针对瓜氨酸化蛋白的选择性共价修饰。接着作者建立质谱流程用于识别瓜氨酸化位点，确定探针修饰位点的质量位移符合精氨酸与瓜氨酸-DB-PG之间的质量变化。

在确定探针可用于鉴定瓜氨酸化位点后，作者尝试评估PAD2和PAD4两种同源酶的底物差异。于是作者使用PAD2或PAD4处理细胞蛋白质组后进行探针标记，结合TMT定量区分两种PAD酶的特异性底物。作者对PAD2特异性底物数据集中的PPIA蛋白进行体外PAD2和PAD4处理，证明PPIA R37为PAD2特异性瓜氨酸化位点。同样在PAD4数据集中选择NPM1，证明其R196为PAD4特异性位点。

同型瓜氨酸化或赖氨酸氨甲酰化是赖氨酸与代谢物氰酸根反应形成的非酶促修饰。作者进一步利用DB-PG探针对同型瓜氨酸化位点进行了分析，结合氰酸根浓度梯度处理和TMT标记确定同型瓜氨酸化敏感位点。最后作者对PGAM1和PDIA1上对氰酸根敏感的赖氨酸位点进行了验证。

总的来说，本篇文章报道了脱硫生物素-苯基乙二醛探针用于瓜氨酸化和同型瓜氨酸化的位点鉴定。

本文作者：LCX

责任编辑：LZ

DOI：10.1021/acschembio.5c00694

原文链接：https://doi.org/10.1021/acschembio.5c00694