翻譯后修飾 (PTMs) 是指蛋白質在翻譯后的化學修飾過程，比較常見的有磷酸化、乙酰化、甲基化等等類型，大部分蛋白質只有經過了該過程才可以發揮其生理功能。對PTMs的研究可以幫助確定蛋白質的活性狀態，以及與其他蛋白質的相互作用，具有十分重要的意義，但是由于缺乏合適的研究方法，這一過程的研究長期受到了阻礙。

2016年，Yang等人通過將光交聯劑（二氮嗪）并入天然賴氨酸的側鏈，合成了一種名為Photo-lysine的新型光反應性賴氨酸，它可以標記結合賴氨酸翻譯后修飾的蛋白質。

圖1. Photo-lysine結構式

該新分子經紫外線照射可誘導蛋白質分子之間的強烈交聯，以此固定細胞中的蛋白質-蛋白質相互作用。同時，為了研究該分子是否會影響蛋白質的正常功能，研究人員將細胞培養在含Photo-lysine的培養基中，觀察線粒體蘋果酸脫氫酶（MDH2）的活性，最終證實了利用Photo-lysine合成的蛋白質仍然保持了其原始功能。

圖2. 光介導的蛋白質交聯示意圖（圖片來源《Nature》）

作為哺乳動物的必需氨基酸之一，賴氨酸參與合成了絕大部分重要生理活動所需的蛋白質（如酶、激素、信號受體等）選取賴氨酸作為標記物，有助于跟蹤這些蛋白質是如何進行翻譯后修飾的，從而進一步了解蛋白質的構象及作用方式。

M君有話說：

對于科學研究來講，新工具的發現，往往帶來了巨大的研究潛力，所謂“工欲善其事必先利其器”。

參考文獻：

[1] Mann M, et al. Proteomic analysis of post-translational modifications. Nat Biotechnol. 2003 Mar;21(3):255-61.

[2] Yang T, et al. Photo-lysine captures proteins that bind lysine post-translational modifications. Nat Chem Biol. 2016 Feb;12(2):70-2.

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Photo-lysine
一種新的基于賴氨酸光反應性的氨基酸，它捕獲結合賴氨酸翻譯后修飾的蛋白質。