作者：石油醚

本期热点研究，我们邀请到了本文第一作者，来自南洋理工大学的博士生夏轶尹为我们分享。

2023年3月16日，JACS在线发表了来自南洋理工大学刘传法教授团队课题组题为「A Cascade Enzymatic Reaction Scheme for Irreversible Transpeptidative Protein Ligation」的研究论文：通过结合两种不同的酶促反应：天冬酰胺肽连接酶（PAL）和·谷氨酰胺酰环化酶（QC）促反应。使得PAL可以高效催化肽或蛋白质之间的连接。使用该方法，提供摩尔当量相等或稍高的酰基受体底物与酰基供体底物时，可显著性提高分子间连接产率。

“A Cascade Enzymatic Reaction Scheme for Irreversible Transpeptidative Protein Ligation

Yiyin Xia, Fupeng Li, Xiaohong Zhang, Seetharamsing Balamkundu, Fan Tang, Side Hu, Julien Lescar, James P. Tam, and Chuan-Fa Liu*

J. Am. Chem. Soc. 2023.Doi:10.1021/jacs.2c13628”

Q1. 请对“A Cascade Enzymatic Reaction Scheme for Irreversible Transpeptidative Protein Ligation”作一个简单介绍。

该工作中，刘传法教授团队（新加坡南洋理工）通过结合两种不同的酶促反应：天冬酰胺肽连接酶（PAL）和·谷氨酰胺酰环化酶（QC）促反应。使得PAL可以高效催化肽或蛋白质之间的连接。使用该方法，提供摩尔当量相等或稍高的酰基受体底物与酰基供体底物时，可显著性提高分子间连接产率。刘传法教授团队证明该方法适用于所有 PAL 介导的各种大小底物间的连接反应，从分子量较小的多肽到较大的重组蛋白，反应产物仍保留反应活性。与现有利用底物中的金属离子、化学小分子或非天然元素来解决连接反应可逆性问题的方法相比，本方法使用酶来控制连接反应可逆性的发生，具有高效、反应温和、无毒、无污染等优点。总的来说，刘传法教授团队提出这种强大的级联酶促方法提升了 PAL 介导的连接反应在大分子蛋白偶联物精密制造中的适用性。

Q2.在研究的时候遇到过怎样的困难呢？又是怎样克服的呢？

总体来说，由于构思的非常巧妙，这项研究的大部分是非常顺利的。 比较麻烦的一点是我们所使用的酰基受体底物与酰基供体底物在整个研究中都是需要摩尔当量相等或者相似（包括蛋白底物）。 这使得所有的反应物浓度需要非常精准的控制。为了确定实验的有效性和准确性，我们对每个反应都进行了多次的重复。

Q3. 本次研究主体，有没有什么让您感觉特别辛苦和烧脑呢？

其实我们几年前前就开始尝试提高天冬酰胺肽连接酶（PAL）促肽反应的效率，我们试着通过各种化学修饰和动力学控制来提高酶促肽连接反应效率，但是一直没有非常好的效果。直到刘传法教授提出了PAL-QC级联酶促反应。

Q4. 将来想继续研究化学的哪个方向呢？

将来应该还是会进行天冬酰胺肽连接酶促肽反应的研究和应用，因为我认为酶促肽连接反应在蛋白质功能的研究和蛋白质疗法的开发中还是具有广阔的应用前景和独特的优势。我们下一个项目的目标是利用酶促肽反应来制备各种蛋白药物偶联。

Q5. 最后，有什么想对各位读者说的吗？

祝愿所有的科研人员能在自己的领域里坚持不断探索，解决新的科研难题。

作者教育背景简介

教育背景：

2018-2023，Nanyang Technological University，PhD

2013-2018，University of Edinburgh，学士+硕士

2016-2017，University of Amsterdam ，交换