嵌有非天然氨基酸蛋白質的生物合成及其純化鑒定

馬韓軻， 李閏婷， 張麗萌， 張 函， 裴若蘭， 陳肖皖， 陳龍欣

（1.鄭州師范學院分子生物學實驗室，鄭州 450044； 2.鄭州師范學院生命科學學院，鄭州 450044）

蛋白質是生命活動中不可或缺的基本組成部分，它具有催化、運輸、調節、免疫以及構成生物體等多種功能. 絕大多數蛋白質是由二十種天然氨基酸構成，為了進一步拓展蛋白質的功能，研究人員開始逐漸將視角轉到可控和易操作的天然氨基酸側鏈衍生物——非天然氨基酸（Unnatural amino acids，UAAs）上［1］. 非天然氨基酸特異性強、對蛋白結構擾動小、靈敏度高、使用靈活，通過非天然氨基酸對蛋白質進行修飾，可實現蛋白質的新功能，對其結構和功能的理論研究與應用帶來了新的契機［2］. 為了在肽鏈或蛋白質中引入攜帶獨特官能團的非天然氨基酸，人們不斷探索多樣的化學合成方法，但由于蛋白質分子量過大，化學合成往往并不容易，而基于密碼子擴展技術［3］，可以通過簡單的生物合成，在蛋白質中定點引入非天然氨基酸，這無疑為蛋白質的生物化學研究和蛋白質操縱提供了全新的技術手段［4］. 該技術最初由Scripps研究所的Peter G.Schultz教授團隊建立并推廣［3，5-6］. 它的出現打破了自然界中生物體內二十種常見氨基酸的編碼限制，使得在蛋白中擴展了更多功能基團［7-8］.

目前，基于密碼子擴展技術，利用非天然氨基酸作為重要工具在活細胞中對蛋白進行了標記和研究，比如通過“點擊”化學修飾可以高效地進行蛋白標記［9］，通過顯色基團可以進行光譜……