研究背景

蛋白質次磺酸修飾是一種發生于半胱氨酸殘基上的重要翻譯后修飾，其既可作為反應中間體，進一步轉化為其它氧化修飾（如二硫鍵，亞磺酸等）；也可直接作為分子開關，可逆地調節蛋白質結構與功能。次磺酸修飾的生物半衰期極短，無法被免疫法或者質譜法直接檢測，故其分析主要依賴于能夠選擇性與之反應的化學探針。

繼BTD之后，團隊又研發了WYneN。

圖1 半胱氨酸介導的蛋白質氧化還原形式的轉換

研究思路

結果速遞

 Wittig試劑在活細胞中的表現出一定的選擇性，并且發現WYneN與次磺酸反應的產物與本實驗室常用硫醇探針IPM的標記產物完全一致。故文章利用穩定同位素標記策略在同一樣本中對半胱氨酸的氧化型（-SOH）和還原型（-SH）進行同步分析，進而測定氧化型的占比（%SOH）。通過次磺酸探針WYneN與硫醇探針IPM的聯合運用（圖2a），該研究首次計算了超過6500個半胱氨酸殘基上次磺酸的修飾占比（圖2b）。

圖2 WYneN、IPM探針定位半胱氨酸巰基修飾

 鑒于Wittig試劑的三苯基磷基團（TPP+）具有線粒體靶向性（圖3），該研究還發展了一種WYneN的疏水衍生物-WYneN10，結合熒光成像技術，用于監測活細胞線粒體中次磺酸變化。

該研究進一步拓展Wittig試劑在線粒體靶向遞送中的應用。具體而言，作者將載荷（如輔酶Q10的衍生物）與Wittig試劑共同加入細胞中，并發現載荷僅在次氯酸生成條件下被線粒體富集（圖3），證明Wittig試劑能在氧化應激條件下，將小分子載荷遞送到活細胞的線粒體之中。

圖3 氧化應激條件使得Wittig實現靶向載送

總結

該文在經典Wittig反應基礎上發展了一系列生物相容的化學工具，用于選擇性標記蛋白質的次磺酸修飾，并實現線粒體靶向檢測與載荷遞送。