近期，POSTECH大學(xué)材料科學(xué)與工程系的研究團隊開(kāi)發(fā)了一種創(chuàng )新技術(shù)，能夠在復雜的生物環(huán)境中精確修改特定蛋白質(zhì)。這一開(kāi)創(chuàng )性研究被刊登在《JACS》的補充封面上。

蛋白質(zhì)是我們身體的重要組成部分，在許多研究中發(fā)揮著(zhù)關(guān)鍵角色。利用蛋白質(zhì)的生物共軛技術(shù)，比如附加熒光標記以識別細胞，正在積極推動(dòng)相關(guān)研究的進(jìn)展。然而，現有方法存在顯著(zhù)局限性——它們通常僅適用于少量特定蛋白質(zhì)，且常常需要進(jìn)行遺傳改造，或者由于非特異性修飾而可能損害蛋白質(zhì)功能。在活生物系統中選擇性修改特定蛋白質(zhì)的工作一直是一個(gè)重大挑戰。

為了解決這些問(wèn)題，研究團隊提出了一種新穎的方法。他們開(kāi)發(fā)的技術(shù)將dOxa與適配體（一種基于核酸的分子識別劑）結合，能夠在特定蛋白質(zhì)上實(shí)現精準修飾。

通過(guò)這一方法，團隊成功將dOxa附加到目標蛋白質(zhì)的45個(gè)可能反應位點(diǎn)中的一個(gè)上。dOxa化合物的穩定性約為傳統生物修飾試劑（如NHS酯）的百萬(wàn)倍，在室溫下穩定超過(guò)一個(gè)月，并在生物環(huán)境中達到近100%的連接效率，僅需四小時(shí)。

值得注意的是，研究人員成功實(shí)現了對兩個(gè)關(guān)鍵標志蛋白——PTK7和核小體的生物正交標記，能夠實(shí)時(shí)觀(guān)察蛋白質(zhì)的運動(dòng)，并闡明這些標志蛋白受體在細胞生長(cháng)過(guò)程中的作用。這標志著(zhù)首次在不損害其功能的前提下，在生物環(huán)境中成功修改特定原生蛋白質(zhì)。

圖片鏈接：https://www.eurekalert.org/multimedia/1066184

圖片信息：基于核酸的共價(jià)鍵對天然蛋白質(zhì)進(jìn)行位點(diǎn)和官能團選擇性修飾的示意圖

這一技術(shù)的應用前景廣泛，不僅限于某些研究領(lǐng)域。它可能為下一代抗體藥物偶聯(lián)物（ADCs）靶向特定細胞、清晰區分組織中的相關(guān)結構的生物成像技術(shù)，以及個(gè)性化精準研究打開(kāi)新的途徑，從而最大化研究效果。此外，通過(guò)精確修改特定蛋白質(zhì)位點(diǎn)以調節功能，它將在相關(guān)領(lǐng)域產(chǎn)生重要貢獻。

研究團隊透露，下一步將探索活細胞未知機制的動(dòng)態(tài)監測，為癌癥靶向治療開(kāi)辟全新維度。

雜志：Journal of the American Chemical Society

DOI：10.1021/jacs.4c15674