分享一篇发表在Science上的文章，题目为“Intracellular protein editing enables incorporation of noncanonical residues in endogenous proteins”，通讯作者是美国宾夕法尼亚大学佩雷尔曼医学院的George M. Burslem和Ophir Shalem两位助理教授，前者的研究兴趣是开发新型化学方法来调节赖氨酸翻译后修饰，后者研究兴趣是新型功能基因组学技术的开发和应用。

对哺乳动物细胞中的蛋白质进行原位研究一般需要给目标蛋白融合一个或小或大的蛋白或多肽标签，然而插入标签位置及类型的不同却可能导致其与内源蛋白的性质有别，且传统的细胞生物学手段常常会损失时间分辨。作者在本研究中首次展示了一种通用的蛋白质编辑方法，在保持蛋白质内源表达水平条件下，近乎无痕地插入了蛋白质标签或功能性非天然氨基酸。

作者设计了一种内含肽介导的编辑策略：将目标蛋白拆分为N端和C端片段，中间插入含剪接受体的非天然序列；再通过电转或瞬时表达引入外源供体序列（含剪接供体），从而实现了精准的细胞内蛋白编辑。作者使用免疫印迹、荧光显微镜和基于质谱的蛋白质组学方法确认了主要蛋白质序列的编辑。

实验表明，蛋白编辑发生在供体蛋白输送后的10分钟内，使得相关时间尺度的动力学研究成为可能。作者将这种蛋白编辑方法应用到转录因子c-Myc和激酶Chk1等蛋白中，从而实现了对这些蛋白质的时间分辨研究。

后续，作者还利用大肠杆菌的遗传密码子扩增技术实现了非天然氨基酸叠氮苯丙氨酸的插入，并通过点击化学反应将功能性小分子标记到目标蛋白上，从而无需使用抗体即可对内源性蛋白进行显微成像和pull-down实验。

总的来说，该工作建立了一种在活哺乳动物细胞中编辑蛋白质一级氨基酸序列的方法。这种方法可以在目标蛋白质中对非典型氨基酸和有用标签进行特定位点编辑，以非破坏性和时间分辨的方式对蛋白质进行标记和操纵。这种蛋白质编辑方法是对哺乳动物细胞蛋白质研究技术的有益补充，具有广泛的适用性。

本文作者：ZZX

责任编辑：LYC

DOI：10.1126/science.adr5499

原文链接：https://doi.org/10.1126/science.adr5499