给大家介绍一篇发表在Chemical Science上的文章Chemical synthesis of human selenoprotein F and elucidation of its thiol-disulfide oxidoreductase activity，文章的通讯作者是华南理工大学的何春茂教授和华中科技大学的刘红梅教授，何春茂教授的研究方向为NCL/EPL导向的人工金属蛋白应用，刘红梅教授主要关注硒、硒蛋白及其相关疾病的研究。
硒蛋白SelF是一种由134个氨基酸残基组成，包括富含N端Cys的结构域的内质网驻留真核蛋白，含有硒代半胱氨酸(Sec)残基(7Cys, 1Sec)，其C端Trx样结构域在动态循环中包含独特的CGU氧化还原基序，被认为可以通过重排来减少其结合的糖蛋白中错误形成的二硫键，并进一步实现ER的质量控制。但目前大多数关于该蛋白的研究都通过Sec-to-Cys的同系物来进行，所以通过化学蛋白质合成来实现Sec插入的SelF成为了一种选择，但此前合成的硒蛋白往往小于100个氨基酸，且SelF的Sec65处于序列中间，不适宜通过EPL来合成。本文中作者通过三段链接策略，发展了在Sec存在情况下脱硫的反应，合成了mg级别的SelF，并验证了其巯基-二硫化物氧化还原酶的活性。 全长蛋白在Gly41-Cys42和Gln74-Ala75处断开成三个片段，其中Ala将通过Cys的脱硫得到，值得注意的是，此前报道了很多存在Cys的情况下选择性去硒化的方法，但在Sec存在下选择性脱硫则是第一次报道。在本工作中，Cys残基都用乙酰氨基甲基Acm进行保护，Sec则使用p-甲氧基苄基(Mob)基团保护，最后通过SPPS和His-SUMO融合蛋白表达分别合成了三个片段，通过NCL将三个片段整合成一个目标肽段，通过脱硫形成Ala，脱去Acm和Mob保护基，最后在4℃下允许折叠12hr最后得到目标产物。作者通过ESI-MS及CD频谱等验证了该产物的结构符合天然SelF的正确折叠。 随后作者测定了SelF的氧化还原电位，并证明了SelF能够催化二硫还原。此外，作者还通过合成SelF催化扰动RNaseA重折叠来测试SelF的蛋白质二硫化物异构酶活性，在两个小时孵育后观察到了重折叠的RNaseA，这些数据证明SelF和UGGT共孵育确实可以通过异构化糖蛋白底物的二硫键来帮助ER的质量控制。 总之，作者发展了硒代半胱氨酸存在下脱硫的肽段连接反应，合成了具有生物活性的SelF蛋白。
本文作者：LYC
责任编辑：JGG
原文链接：https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2022/sc/d2sc00492e
文章引用：DOI：10.1039/D2SC00492E
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