分享一篇发表在JACS 上的文章“Small Molecule-Induced Post-Translational Acetylation of Catalytic Lysine of Kinases in Mammalian Cells”，通讯作者是来自新加坡国立大学的Shao Q. Yao教授、Guanghui Tang博士，以及来自暨南大学的张志民研究员，研究方向为开发小分子工具用于酶的功能研究以及潜在药物靶标的作用机制。在本文中，作者发展了一种小分子诱导剂，能够在活细胞中全局性地诱导激酶催化口袋中赖氨酸的乙酰化。
赖氨酸乙酰化修饰在细胞信号传导、基因表达调控、代谢控制和蛋白质相互作用中具有重要作用。目前研究者们已经开发了一系列的策略蛋白上引入乙酰化修饰，包括采用NCL体外合成带有修饰的蛋白、非天然氨基酸插入策略以及小分子诱导策略。然而，目前能够诱导乙酰化的小分子如AceTAC、BAHA等具有缺乏特异性以及仅能在体外反应等局限。因此，在本文中作者希望发展一种能够特异性引入乙酰化修饰的小分子诱导剂，用于实现对激酶口袋中的活性赖氨酸残基引入乙酰化修饰。首先，作者以激酶结合骨架嘧啶3-氨基吡唑为基础进行筛选，将乙酰基放置于芳香环上，合成了Ac1-Ac8作为乙酰基供体。接下来作者选用SRC激酶对这些化合物的乙酰化诱导能力进行了筛选。采用基于赖氨酸反应性探针XO44的竞争策略，作者发现邻位氟代的Ac4处理后会显著削弱XO44的标记，且能够鉴定到活性位点K298的乙酰化。随后，作者采用Ac4处理细胞，希望全局性地对激酶引入乙酰化修饰。他们发现一些代表性的激酶如AURKA等能够实现乙酰化的引入，并且他们在Jurkat和K562细胞中实现了对100多种激酶的乙酰化。接下来，作者把目光聚焦在了AURKA激酶上。AURKA激酶能够催化p53磷酸化并促进其降解，因此作为重要的癌症治疗靶点受到了广泛的关注。作者先针对此蛋白进一步地优化了乙酰基在芳环上的位置，获得了Ac13。分别使用Ac13和AURKA的非共价抑制剂vx-680处理，作者发现在除去小分子后，Ac13处理组无法发生像vx-680处理组那样发生自磷酸化，表明其活性赖氨酸残基的确发生了乙酰化修饰。在后续的实验中，作者也证明了Ac13对K162的乙酰化可以抑制AURKA对p53的降解，而加入去乙酰化酶Sirt3则能够擦除乙酰化并恢复对p53的降解。总的来说，在本文中作者发展了一系列能够诱导激酶催化口袋中活性赖氨酸乙酰化的小分子诱导剂，并实现了在活细胞中进行激酶功能的调控。https://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/jacs.4c07181原文引用：DOI：10.1021/jacs.4c07181
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