分享一篇发表在Nat. Chem. Biol.上的文章，题目为“Photosensitizer proximity labeling captures the lipid and protein interactomes”，通讯作者是来自UCLA的Keriann M. Backus教授，曾师从Benjamin Cravatt教授，其主要的研究方向为化学蛋白质组学和ABPP等。

光催化邻近标记技术在解析不同的化合物或生物大分子的相互作用组中有着广泛的应用，但此前被广泛使用的Diazirine基团存在标记效率低、跨膜困难、且反应性偏好极性和酸性氨基酸残基等缺点。本研究建立了基于单线态氧的光催化邻近标记平台，能够利用细胞穿透型的光敏剂获取细胞中脂质和蛋白质的相互作用组。

其基本原理为，在感兴趣的蛋白上连接HaloTag基团，并用HaloTag对应的配体进一步将光敏小分子连接到蛋白上，这样在光照的条件下便能产生单线态氧的活性物种，从而激活预先孵育在蛋白周围的活性胺-炔基分子，进而在相互作用蛋白上实现标记。首先作者选用了光敏剂JF570，采用模型蛋白NUP进行了验证，发现能够捕获到已知的相互作用蛋白，同时在确认了该探针的特异性反应位点为组氨酸后，他们选择甾醇结合蛋白Aster家族进行研究，并进行了蛋白质组学的实验。

Aster蛋白作为最近被鉴定出的胆固醇转运蛋白，在调节体内胆固醇稳态中发挥重要作用。按照上述工作流程，作者考察了Aster家族的相互作用组是否会因胆固醇含量的多少以及蛋白亚细胞定位的变化而改变。他们发现在内质网定位与否或者胆固醇耗竭与否的不同情况下，均鉴定出了Aster相互作用蛋白的变化，同时发现了在胆固醇负荷条件下，Aster蛋白倾向于定位在脂筏相关结构中，暗示了其响应环境变化而做出的适应功能。

随后作者将这一技术拓展为不需要经过基因编辑，而将光敏小分子直接连接到目标配体化合物上，用于鉴定不同场景下的胆固醇结合蛋白。他们以长链的棕榈酸作为对照化合物，以帮助鉴定到更多更可信的特异性胆固醇互作蛋白。经过和传统Diazirine探针的比较，发现新开发的探针具有更强的标记信号并且同样能够捕获到已知的胆固醇相互作用蛋白，证明了其能以更低的探针浓度捕获更多且更加真实的相互作用蛋白。

总的来说，本文作者开发出一种新型光敏邻近标记系统，能够用于捕捉感兴趣的目的蛋白或者目的小分子化合物的相互作用组，进一步完善了活细胞中胆固醇及其相关蛋白的互作图谱。

本文作者：SHL

责任编辑：LZ

DOI：10.1038/s41589-026-02140-1

原文链接：https://www.nature.com/articles/s41589-026-02140-1