近日，深圳大学高等研究院-熊海研究员课题组在国际生物技术领域重要期刊Frontiers in Bioengineering and Biotechnology（2018年首次影响因子：5.12, 中科院二区）上成功发表了一篇题为“Multiple Site-Specific One-Pot Synthesis of Two Proteins by the Bio-Orthogonal Flexizyme System”的研究论文。

蛋白质翻译后修饰(Post translational modifications，PTMs)包括糖类、脂类、核酸、甲基化、硫酸、羧基、甲基、乙酰基、羟基等功能基团以共价键方式与蛋白质的连接。蛋白质经过修饰后，在结合、催化、调节及物理性质等方面都被赋予了新的功能。以组蛋白为例，上述翻译后修饰会在一定程度上影响组蛋白的构型，从而对其构成核小体、染色体等产生影响，组蛋白的翻译后修饰直接影响基因的转录抑制、激活，DNA的损伤、修复，染色体的凝聚、重组等重要生命过程。在细胞内，组蛋白的翻译后修饰主要依赖于各种修饰酶，如乙酰转移酶，甲基转移酶，这些酶对底物的选择性差，修饰位点也十分随机，因此增加了直接通过生物自身修饰的方式获得特定位点修饰组蛋白的难度。熊海课题组利用基因改造的核酶Flexizyme对特殊种类的非天然氨基酸识别能力，促使化学合成的DBE保护的(硫代)-乙酰化赖氨酸（ThioAcK-DBE或AcK-DBE）与t-RNA发生酯化反应从而得到酯化产物NcAA-tRNA。继续对人类组蛋白H3和H4的进行基因工程改造，使其特定单/双位点的编码赖氨酸密码子突变为Amper终止子或Opal终止子的生物正交法密码子抑制技术，可同时将上述一种或两种非天然赖氨酸装载到两种目标蛋白的多个特异定点位，“一锅法”直接得到人体组蛋白H3和H4的精准定位修饰体。这篇论文是课题组前期工作的进一步扩展（Angew. Chem. Int. Ed. 2016, 55, 4083-4086）。

该论文的第一作者为深圳大学高等研究院的博士后肖秋芸，本科生刘姿含和硕士研究生赵烜分别为第二和第三作者，唯一通讯作者为高等研究院的熊海研究员，深圳大学为唯一完成单位。该研究得到了“深圳市基础研究-自由探索项目”和 “深圳市海外高层次人才创新创业计划-孔雀技术创新项目”的资助。

  DOI：10.3389/fbioe.2020.00037