中国实现蛋白质酪氨酸磷酸化的定性和定量检测

近日，中国科学技术大学田长麟教授、中科院生物物理所王江云研究员及龚为民研究员合作发展了新型非天然氨基酸，并应用这种19F同位素标记的非天然氨基酸和固体核磁共振方法实现了蛋白质酪氨酸磷酸化的定性和定量检测。

酪氨酸磷酸化在翻译后修饰过程中至关重要，能够调节真核细胞周期、转录激活和神经信号转导等重要生命过程。酪氨酸磷酸水平化紊乱会引起许多人类疾病包括癌症。同时，酪氨酸磷酸化能影响原核生物的生理状态，特别是病原菌感染宿主等过程。本研究在细胞培养过程中加入含有19F的酪氨酸类似物(Tyr-F2)，并应用非天然氨基酸机制实现了多个酪氨酸激酶及其底物的定点19F标记。这些定点标记的含19F非天然氨基酸在磷酸化和去磷酸化条件下表现出不同的核磁共振化学位移，而且核磁共振的强度变化能直接反应蛋白质中酪氨酸磷酸化水平。

应用19F固体核磁共振方法，针对大肠杆菌中的酪氨酸激酶、癌症形成中的关键酪氨酸激酶Src进行了磷酸化水平分析。同时分析了Src与其与癌症药物dasatinib的相互作用，为以后设计更好的酪氨酸激酶抑制性药物提供了重要参考。该项研究利用了中国科大理化实验中心的400MHz固体核磁共振谱仪和中科院强磁场科学中心(稳态强磁场实验设施)的600M固体核磁谱仪。

相关研究结果已经于2月28日在德国《应用化学》(Angewandte Chemie)以A Genetically Encoded 19F NMR Probe for Tyrosine Phosphorylation为题在线发表，中国科大生命学院博士研究生石攀、李家松和生物物理所李发慧博士后是文章的共同第一作者。

磁共振方法在蛋白质分子机制研究和结构解析中有着特殊的优势。近日，应用电子自旋共振方法，田长麟教授协助清华大学的杨茂君课题组在解析线粒体II型NADH脱氢酶三维结构的基础上，分析了该膜蛋白氧化还原过程中的电子传递机制。相关文章发表在2012年11月的Nature上。应用核磁共振方法，田长麟教授和美国阿拉巴马大学Michael Niederwas教授合作，解析了结核杆菌外膜蛋白mmpS4的三维结构，并进一步研究了该外膜蛋白的铁离子外排和在结核杆菌发挥毒性作用中的分子机制。相关文章发表在2013年1月的PLOS Pathogens上。