分享一篇发表在Nat. Commun.上的文章，题目为“Thio-NHS esters are non-innocent protein acylating reagents”，通讯作者是来自牛津大学和罗莎琳德·富兰克林研究所的Shabaz Mohammed和Benjamin G. Davis两位教授，他们的研究方向分别聚焦于蛋白质组学与翻译后修饰，以及合成生物学与化学生物学。这篇文章中，作者揭示了NHS酯在生物偶联过程中存在的一种副反应。

NHS酯是普遍使用的生物偶联试剂，长期用于生物分子的功能修饰，特别是与蛋白质氨基反应形成酰胺键。迄今为止，人们普遍认为在NHS酯的反应中，只有直接酰化产物占主导地位。然而作者在测试NHS酯对蛋白质的反应性时却发现了意料之外的副产物。

最初，作者关注到SATA和SATP等一类用于蛋白质底物硫醇化的NHS酯试剂，其结构中具有NHS酯和硫酯两种活性基团，表明其可能存在由两种酰化反应途径。于是作者在模型蛋白上对这些试剂的反应性进行了测试，质谱表征显示在NHS酯介导的酰化途径A之外，也存在硫酯介导的酰化途径C导致的副产物，同时还观察到一种出乎意料的经历开环途径B产生的副产物。

为了进一步研究可能存在开环途径B反应性的NHS酯结构，作者合成了四种不同类型的NHS酯，连接有包括S-苄基和单糖、二糖和三糖结构。表征结果显示不同的NHS酯仍然可以产生开环途径B副产物。

接着，作者使用各种具有代表性结构和功能的蛋白进行反应性的测试，结果显示不同蛋白上均显示出开环途径B反应性，证明这些非经典途径并非局限于特定蛋白质底物，而是一种普遍现象。

随后，作者在裂解的大肠杆菌中使用NHS酯进行标记，发现在复杂蛋白质组中也存在显著的副反应发生。

最后，作者尝试优化离去基团以减少副反应的发生。结果显示将NHS替换为磺酰化NHS（NHSS）时可以降低开环反应的发生，而替换为五氟苯酯（PFP）则可以完全避免副反应的发生。

总的来说，本篇文章发现NHS酯在与蛋白质氨基反应的过程中存在开环导致的副反应，可以通过将NHS替换为NHSS或PFP来减少副反应的发生。

本文作者：LCX

责任编辑：LZ

DOI：10.1038/s41467-025-60527-5

原文链接：https://doi.org/10.1038/s41467-025-60527-5