研究背景

蛋白质次磺酸修饰是一种发生于半胱氨酸残基上的重要翻译后修饰，其既可作为反应中间体，进一步转化为其它氧化修饰（如二硫键，亚磺酸等）；也可直接作为分子开关，可逆地调节蛋白质结构与功能。次磺酸修饰的生物半衰期极短，无法被免疫法或者质谱法直接检测，故其分析主要依赖于能够选择性与之反应的化学探针。

继BTD之后，团队又研发了WYneN。

图1 半胱氨酸介导的蛋白质氧化还原形式的转换

研究思路

结果速递

 Wittig试剂在活细胞中的表现出一定的选择性，并且发现WYneN与次磺酸反应的产物与本实验室常用硫醇探针IPM的标记产物完全一致。故文章利用稳定同位素标记策略在同一样本中对半胱氨酸的氧化型（-SOH）和还原型（-SH）进行同步分析，进而测定氧化型的占比（%SOH）。通过次磺酸探针WYneN与硫醇探针IPM的联合运用（图2a），该研究首次计算了超过6500个半胱氨酸残基上次磺酸的修饰占比（图2b）。

图2 WYneN、IPM探针定位半胱氨酸巯基修饰

 鉴于Wittig试剂的三苯基磷基团（TPP+）具有线粒体靶向性（图3），该研究还发展了一种WYneN的疏水衍生物-WYneN10，结合荧光成像技术，用于监测活细胞线粒体中次磺酸变化。

该研究进一步拓展Wittig试剂在线粒体靶向递送中的应用。具体而言，作者将载荷（如辅酶Q10的衍生物）与Wittig试剂共同加入细胞中，并发现载荷仅在次氯酸生成条件下被线粒体富集（图3），证明Wittig试剂能在氧化应激条件下，将小分子载荷递送到活细胞的线粒体之中。

图3 氧化应激条件使得Wittig实现靶向载送

总结

该文在经典Wittig反应基础上发展了一系列生物相容的化学工具，用于选择性标记蛋白质的次磺酸修饰，并实现线粒体靶向检测与载荷递送。