分享一篇发表在Nature Communication的文章：Copper(I)-nitrene platform for chemoproteomic profiling of methionine。文章的通讯作者是亚特兰大埃默里大学化学系的Monika Raj教授，其主要研究方向是开发有机反应用于生物体系的标记。
甲硫氨酸在细胞的生命活动中起着重要的作用，目前已有一些可以在组学层面全局性鉴定甲硫氨酸的化学蛋白质组学技术，而这里作者计划开发一种全新的选择性标记活性甲硫氨酸的技术，即一价铜-氮宾平台来对细胞裂解液以及活细胞进行甲硫氨酸选择性标记。首先作者通过量子力学计算发现甲硫氨酸残基相比于其他活性氨基酸残基，其HOMO和LUMO的能级间隙要更低一些，因此作者认为可以利用甲硫氨酸硫醚的可极化电子进行后续标记。所以作者计划使用磺酰亚胺试剂对甲硫氨酸进行标记，首先作者使用N-甲苯磺酰亚氨基碘烷作为磺酰化试剂，发现其选择性并不理想，后续作者使用氯胺-T进行优化标记，在加入乙腈以及一价铜来稳定氮宾后，作者发现氯胺-T在肽段水平上可以很高效地以90%作用的产率来标记甲硫氨酸，而几乎不与其他高活性氨基酸残基反应，作者对此的解释是甲硫氨酸的HOMO与Cu(I)-氮宾配合物的LUMO之间的能级间隙是除了色氨酸外最低的，而色氨酸中pi电子的共轭和离域使其缺乏相应的反应性。在肽段水平证明了CuBr与氯胺-T在乙腈存在下可以选择性标记甲硫氨酸后，作者将这个体系应用在肌红蛋白中，同时也优化了氯胺-T的配体，作者发现其带有给电子基团后的标记效率更高，随后作者也测试了此平台对从6.5KDa到79.5KDa范围内的多种纯蛋白的标记效率，发现其都具有较好的标记效率与选择性，并且可以看出此平台具有高反应性甲硫氨酸优先标记的特点。之后作者在氯胺-T上连接了生物正交基团，证明了此探针具有较好的标记效果后，作者将此反应应用在T-47D的细胞裂解液中，成功鉴定到多种高活性甲硫氨酸。并且也分析了H2O2处理前后鉴定到的甲硫氨酸位点的差异，这为理解氧化应激条件下活性甲硫氨酸的变化提供了新的研究思路。最后作者也应用此方法在活细胞中进行了荧光成像，表明此方法具有一定程度的应用潜力。总之作者开发了一种铜（I）催化氮宾平台，其可以选择性标记蛋白质组中的活性甲硫氨酸，并且此方法可与细胞裂解液和活细胞兼容，用于质谱分析。全文链接：https://www.nature.com/articles/s41467-024-48403-0文章引用：https://doi.org/10.1038/s41467-024-48403-0
