光反应赖氨酸的高难度合成 | MedChemExpress

众所周知，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的生物学意义。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，开发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。

光交联反应（也称作光亲和标记，photoaffinity labeling, PAL）指小分子配体在光照作用下与生物大分子生成共价键的化学反应。这类反应被广泛用于药物化学、化学生物学、生物化学等领域。它为研究蛋白-蛋白之间的相互作用，尤其是微量、瞬间的蛋白之间的相互作用提供了一种有效的方法。

图1.Photo-lysine 作用原理

利用光交联技术开发的光反应赖氨酸（Photo-lysine）[1]，是一种基于赖氨酸的新型光反应性氨基酸，它能够捕获结合赖氨酸翻译后修饰的蛋白质 [2-3]。为研究组蛋白翻译后修饰提供了一种有效的检测工具，对表观遗传学及多种生物学过程的研究具有重要意义。但由于其自身的光敏感性（遇光极易分解）以及高难度的避光合成技术，使得光反应赖氨酸的合成难度与门槛被极大提高。正因如此，纵观全球，光反应赖氨酸也仅有少数几家公司，能够做到 mg 级别的产品储存。

图2. 光反应赖氨酸结构图

MCE 的研发团队为此专门建立避光实验室，并花重金购买相应的避光生产仪器。首先从最简单的工业原料出发，克服中间体 B 与中间体 D 的产率极低的难题。而成功得到高产率的中间体 D之后，一步一步地逐渐完善合成避光合成的反应步骤，最终，MCE 成功合成了光反应赖氨酸（Photo-lysine）！MCE 不仅仅满足于光反应赖氨酸的成功生产，更在之后的合成过程中不断对工艺进行优化，将目前业内光反应赖氨酸（Photo-lysine）只有 mg 级别规模的生产成功扩大到了 g 规模级别！

图3.反应赖氨酸（Photo-lysine）的合成路线

参考文献

[1] Yang T, et al.Photo-lysine captures proteins that bind lysine post-translationalmodifications. Nat Chem Biol. 2016 Feb;12(2):70-2.

[2] Prabhu NS, Yun H. Comparative analysis ofpolyspecificity of the endogenous tRNA synthetase of different expression hosttowards photocrosslinking amino acids using an in silico approach.J Mol Graph Model. 2017Aug;75:375-382.

[3] Xie X, Li XM, et al.Genetically Encoded PhotoaffinityHistone Marks.J Am ChemSoc. 2017 May 17;139(19):6522-6525.

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