近日，大健康研究院前沿交叉科学与生物医学研究所郑基深和唐姗团队在蛋白质酶促化学合成领域取得重要进展。研究团队发展了一种无痕转肽酶促蛋白连接新技术，实现了白血病相关靶点CD33镜像对映体和磷酸化突触核蛋白的高效化学合成，为获取翻译后修饰蛋白、镜像蛋白等功能蛋白质样品提供了新途径。相关成果以“Traceless Sortase Ligation for Chemical Protein Synthesis”为题在线发表于国际知名学术期刊《自然·合成》（Nature Synthesis）。

蛋白质化学合成能够制备其他方法难以获取的蛋白质样品，例如镜像蛋白、翻译后修饰蛋白等，已经在基础生物学和生物医学研究中广泛应用。转肽酶连接方法作为一种新兴技术，近年来在蛋白质化学合成中受到越来越多的关注。该方法克服了常规化学连接方法通常需要在毫摩尔级反应浓度条件下进行的限制，能够实现低浓度条件（μM级别）的高效连接。尽管如此，在实际使用过程中，转肽酶促蛋白连接方法仍存在反应可逆、底物序列和手性保守性强以及产物残留连接“疤痕”等问题，限制了其推广应用。

针对这一挑战，研究团队提出了一种无痕转肽酶连接（Traceless Sortase Ligation，TSL）方法。该方法通过在待连接的多肽硫酯和N-Cys多肽片段上分别临时安装L-Sortase的天然识别基序（LPXTG和GGG），利用可大量制备、易获得的L-Sortase酶实现低浓度（μM）条件下的分子间片段连接，随后经分子内天然化学连接不可逆地捕获中间体并定量去除转肽酶识别基序，最终得到目标蛋白。新方法绕过了常规转肽酶连接在目标蛋白主链安装酶识别基序的要求，具有连接底物范围广、当量连接且反应定量高效、连接无疤痕等优点（图1）。利用TSL策略，成功实现了镜像CD33-IgC结构域的全合成和磷酸化修饰的突触核蛋白α-Syn的半合成，表明新方法的实用性与稳健性，展示了其在镜像蛋白和翻译后修饰蛋白等多样化靶标合成中的潜力。

图1  无痕转肽酶连接用于蛋白质化学合成。

论文的通讯作者为大健康研究院前沿交叉科学与生物医学研究所郑基深老师和唐姗老师。本研究得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金、中国科学院战略性先导科技专项和合肥综合性国家科学中心大健康研究院前沿交叉科学与生物医学研究所项目等资金资助。