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赖氨酸定向共价配体化为拓展半胱氨酸之外可进行共价配体结合的蛋白质组提供了一种颇具前景的策略。然而，具有广泛适用性且选择性良好的赖氨酸反应性骨架仍然有限。在此，我们设计了 SCL-alkyne，这是一种源自天然产物硬毛菌素（sclerotiorin，SCL）的简化氮杂菲酮探针，用于全面分析细菌中的赖氨酸反应性。SCL-alkyne 在体外及活的大肠杆菌细胞中均表现出较高的内在赖氨酸选择性。原位蛋白质组分析显示，84% 的结合位点位于赖氨酸残基和蛋白质 N 端。反应性定位绘制了高反应性位点图谱，结果表明，只有少数反应性赖氨酸位于蛋白质的功能区域。对经 SCL-alkyne 探针富集的蛋白质进行分析，发现细菌趋化是其主要靶向通路；细菌经 SCL-alkyne 处理后趋化反应减弱，进一步证实了这一结果。对三种结构相关的氮杂菲酮类天然产物进行竞争性分析，鉴定出 60 种蛋白质靶标，这些靶标与铁硫簇组装和抗氧化功能相关通路有关。本研究不仅揭示了氮杂菲酮类天然产物多样的作用机制，也确立了其核心骨架作为一种有效的赖氨酸反应性化学类型，可用于鉴定具有配体结合潜力的赖氨酸位点。
以赖氨酸为靶向位点的共价配体化，为拓展半胱氨酸以外可共价配体化的蛋白质组提供了一种前景广阔的策略。然而，适用范围广且具有选择性的赖氨酸反应性骨架仍然有限。在此，我们设计了SCL-alkyne，这是一种由天然产物硬毛菌素（SCL）衍生的简化氮杂菲酮探针，用于全局分析细菌中的赖氨酸反应性。SCL-alkyne在体外及活体大肠杆菌细胞中均表现出对赖氨酸的高度内在选择性。原位蛋白质组分析显示，84%的反应位点位于赖氨酸残基或蛋白质N端。反应性定位绘制出高反应性位点图谱，表明只有少数反应性赖氨酸位于蛋白质的功能区域。对经SCL-alkyne探针富集的蛋白质进行分析，发现细菌趋化作用是一条主要靶向通路；细菌经SCL-alkyne处理后趋化反应受损，进一步证实了这一发现。对三种结构相关的氮杂菲酮天然产物进行竞争性分析，鉴定出60种蛋白质靶标，它们参与铁硫簇组装和抗氧化功能相关通路。本研究不仅揭示了天然产物氮杂菲酮的多样作用机制，也证实其核心骨架是一种有效的赖氨酸反应性化学型，可用于鉴定可配体化的赖氨酸位点。
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关键词：赖氨酸共价配体化 · 氮杂菲酮 · 化学蛋白质组学 · 天然产物 · 细菌趋化
原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.09.27.751175v1?rss=1