方法｜MacMillan光氧化还原催化下蛋氨酸硫甲基位点选择性官能化

引言

通讯作者是化学大牛David W. C. MacMillan

第一作者为Junyong Kim

该研究报道了一种通过光催化氧化还原方法，选择性对含蛋氨酸蛋白质的蛋氨酸甲硫基进行选择性官能化，该方法具有特异选择性高，多官能团容忍性好等特点

1

 简介

蛋白质选择性修饰的一般策略的发展仍然是化学生物学的一个重要挑战。

传统的生物偶联方法依赖于亲核氨基酸残基与小分子亲电试剂之间的取代反应，将生物负载共价连接到蛋白质上的特定位点。早期的生物偶联方法侧重于高亲核残基，如赖氨酸和半胱氨酸，以确保在必要的水条件下的化学选择性反应。

作者使用课题组开发的光氧化还原策略，通过光催化剂激发获得单电子氧化硫，随后硫甲基进行去质子化，生成硫甲基自由基，再和亲核试剂进行烷基化，可以实现选择性官能团化

2

反应探索

作者选取VMFP1为模型底物，探索该反应：

筛选硫一系列常用的光催化氧化还原催化剂，结果发现，再Lumiflavin (3)作用下，反应转化率达到84%，目标修饰化合物收率达到61%。

使用其他光催化剂，有部分转化率高，但是收率低，还有的则是转化率不理想，并且得到的产物主要是被氧化的原料

随后，作者进行了控制实验：

实验表明，该反应确实是在催化剂的作用下进行，并且光照和底物2都是必须条件。随后，作者提出反应的可能机理过程：

3

适用范围

作者将该方法进行适用性研究：

从上述结果可知，该反应的适用范围还是非常令人满意的，大部分反应结果优秀。并且，该方法的特异位点选择性优秀

随后，作者将该反应应用于不同类型蛋白的修饰中：

结果，均获得了良好至优秀的转化率，并且所有的修饰都是具有优异的位点选择性

最好，作者应用该方法进一步拓展：

可以应用于生物技术方面，进行荧光探针、生物标记等领域的拓展应用

评述

总体而言，作者开发了一种通过光催化氧化还原方法，选择性对含蛋氨酸蛋白质的蛋氨酸甲硫基进行选择性官能化，该方法具有特异选择性高，多官能团容忍性好等特点