细胞表面蛋白多数是糖蛋白,对于很多重要的细胞表面受体,其生物功能往往受到连接于蛋白骨架上的糖链所调控。通过对聚糖进行荧光标记,科学家可以在活细胞上研究聚糖的动态变化和功能。然而,现有的标记方法只能同时标记所有的糖链,无法特异性地标记某一特定蛋白质上的糖链。这一技术瓶颈导致人们无法准确、深入地研究特定蛋白如何受糖基化的调控。近日,北大化学与分子工程学院陈兴课题组开发了一种化学双标记的方法,实现了蛋白特异性的糖链标记与成像,为解决糖生物学领域中一个长久以来的难题提供了一条新途径。这一结果于近期发表于J. Am. Chem. Soc. (DOI: 10.1021/ja410086d)。
为了实现蛋白特异性的糖标记,该团队开发了蛋白骨架和糖炼的双标记方法。这个方法在所有糖链上都标记了一个荧光分子,同时利用基因编码技术在特定蛋白骨架(POI,如下图所示)上标记上另外一个荧光分子。这两个荧光分子形成一对荧光共振能量转移供体受体对(FRET pair)。利用FRET的距离敏感性,只有特定蛋白上的FRET受体得到激发,实现了蛋白特异成像。该团队运用这一技术,首次研究了白细胞表面整合素等重要受体的功能如何受糖基化调控。

这一工作一经发表就引起了广泛的关注。JACS杂志以亮点工作(Spotlight)的形式对该工作进行了介绍(DOI: 10.1021/ja5001483)。美国化学会的官方杂志《化学与化工新闻》(Chemical & Engineering News, 2014, Jan 6, page 10)以News of the Week的形式报道了这一工作。这一工作还被选为2014年1月1日的ACS Editors’ Choice文章。ACS Editors’ Choice是美国化学会于2014年推出的一个由ACS旗下杂志编辑评选出优秀论文,并给予免费浏览(open-access)的项目,陈兴课题组的工作成为其首篇选中的论文。
北京大学博士研究生林玮为该论文第一作者。该项目得到了科技部、国家自然科学基金委和生命科学联合中心的资助。
编辑:歆琴
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