武汉大学陈素明课题组建立精准质谱分析方法实现异构体修饰特异性鉴定

（通讯员高妍）近日，国际学术期刊J.Am.Chem.Soc.（《美国化学会志》）在线发表了高等研究院教授陈素明课题组在异构体水平质谱分析领域的最新研究成果。论文题为“Chemoselective Tagging of Protein Methacrylation”。高等研究院高铭、万琼琼为论文共同第一作者，陈素明为独立通讯作者，武汉大学为论文唯一署名单位。

在生物化学体系中，具有相同原子组成但结构不同的端烯和内烯异构体广泛存在于天然产物、代谢物和合成化学品中。例如，甲基丙烯酸和巴豆酸分别含有端烯与内烯特征的α,β-不饱和酮结构。在细胞内，甲基丙烯酰辅酶A作为缬氨酸代谢的中间体，可进一步修饰蛋白质形成甲基丙烯酰化修饰，这一过程与Leigh氏综合征等神经疾病密切相关。而巴豆酸作为常见短链脂肪酸，则通过巴豆酰辅酶A介导蛋白质巴豆酰化修饰。然而，由于质谱分析中端烯与内烯结构的高度相似性，其选择性鉴定长期以来面临技术瓶颈，严重制约了相关生物功能的研究。

异构体分辨的质谱分析策略及其应用示意图

针对这一难题，课题组开发了一种基于“双重化学效应”的创新策略，通过构建新型光催化硫代-迈克尔加成反应体系，利用苯硫自由基对C=C键β碳的立体选择性进攻和自由基中间体稳定性差异，在内烯共存条件下实现了端烯结构的特异性标记、分离富集与质谱分析。研究团队将该策略成功应用于蛋白质α,β-不饱和酮结构异构体翻译后修饰的精准鉴定，在组蛋白、核蛋白和全蛋白组水平鉴定出数十个此前未报道的甲基丙烯酰化修饰蛋白与位点，为深入探索这类新型表观遗传修饰的生物学功能提供了关键工具与新靶点。

该研究得到了国家科技重大专项、国家自然科学基金等项目经费的支持。

论文链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.5c13826

（供图：高等研究院 编辑：相茹）