on style="text-indent: 0em; white-space: normal;">activity-based probes · cell-penetrating peptides · fluorescence · small ubiquitin like modifier (SUMO) · ubiquitin本文设计合成了一种DABCYL修饰的新型穿膜肽，可以在活细胞中实现低浓度合成蛋白质的高效透膜递送。
大家好，本周跟大家分享一篇发表在Angew上的文章，文章的题目是“Enhanced Live-Cell Delivery of Synthetic Proteins Assisted by Cell-Penetrating Peptides Fused to DABCYL”，本文的通讯作者是来自以色列理工大学的Ashraf Brik教授，他们课题组的研究方向主要是蛋白和多肽的合成，泛素化和去泛素化等。
具有细胞穿透能力的合成蛋白质对于了解细胞内蛋白-蛋白相互作用，蛋白定位和功能具有重要作用。生物学相关蛋白质的细胞内递送，特别是对疾病状态具有关键细胞功能的蛋白质，在基础研究和治疗中都有一定的应用，由于蛋白的物理性质使其通常不能很好的穿过细胞膜，于是可以携带蛋白质进行跨膜递送的细胞穿膜肽（CPPs）受到了广泛的研究。CPP-蛋白质偶联物主要通过内吞作用进入细胞，仅在成功发生内含体逃逸后才能到达胞质，否则会被溶酶体蛋白酶降解，因此实现低浓度蛋白质的均匀胞质分布非常具有挑战性。基于目前CPPs的局限性，本文作者设计合成了一个4-((4-(二甲基氨基)苯基)偶氮)-苯甲酸(DABCYL)修饰的CPP，能够显著提高泛素等蛋白在活细胞中的吸收效率。作者以荧光标记的合成多肽/蛋白为骨架，设计合成了一系列N端融合了可裂解二硫键的环R10肽（cR10）CPP基团的偶联物，并在cR10上引入了DABCYL修饰，以期通过DABCYL的疏水性提高细胞膜透过性。首先，作者在多肽上对这种新型CPP的功能进行了验证，分别在FITC荧光标记的多肽P1上引入了含有或不含DABCYL的CPP（cR10D或cR10），合成了偶联物1和2，并在U2SO细胞中进行了递送效率的检测，通过荧光共聚焦显微镜（CLSM）检测FITC的荧光强度，发现含有DABCYL的偶联物2能够实现细胞质内的均匀分布，而偶联物1主要嵌在细胞膜和溶酶体隔室，证明了cR10D能够促进多肽的细胞递送。
由于目前缺乏有效的Ub及其衍生物在活细胞中的递送策略，并且本文的方法在透膜实验中显示出明显的促进效果，作者以TAMRA荧光标记的Ub衍生物为骨架，分别偶联cR10，cR10DABCYL，线性R10DABCYL，cR10BHQ2等穿膜肽，得到一系列CPP-Ub衍生物。之后在细胞中进行了透膜性的研究，结果显示，线性和环状10DABCYL都可以显著增加透膜效率，不含DABCYL基团或者将其替换成能够淬灭TAMRA荧光的黑洞淬灭探针BHQ2则不会提高透膜效率，为了进一步验证实验结果，作者通过流式细胞技术检测了单细胞水平上的透膜效率，数据表明cR10D偶联Ub衍生物的传递效率是cR10偶联物的三倍。除此之外，作者还设计合成了基于活性的cR10D-Ub探针以及SUMO2-cR10D偶联物，并用于活细胞中去泛素化酶的功能研究。
综上，本文设计合成了一种DABCYL修饰的新型穿膜肽，可以在活细胞中实现低浓度合成蛋白质的高效透膜递送。
本文作者：Cheny
责任编辑：LYP
原文链接：
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/pdf/10.1002/ange.202016208
原文引用：DOI：10.1002/ange.202016208
