Chemical proteomics approaches for identifying the cellular targets of natural products.
Chemical proteomics approaches for identifying the cellular targets of natural products.
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DOI：
10.1039/c6np00001k
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发表时间：
2016-05-04
影响因子：
11.9
通讯作者：
Sieber SA
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Wright MH;Sieber SA
本文主要介绍了在生物系统中识别天然产物蛋白质结合伙伴的化学探针法。报道：从2010年到2016年，了解天然产品和药物的作用模式仍然是当今化学和生物学中最大的挑战之一。化学蛋白质组学是化学生物学中一个不断发展的领域，它试图设计小分子探针来了解蛋白质的功能。在天然产物的背景下，化学蛋白质组学可以用来确定活细胞中小分子的蛋白质结合伙伴或靶标。这里，我们重点介绍基于天然产物的化学探针的最新例子及其在目标识别中的应用。综述的重点是可以共价连接到目标蛋白的探针(通过固有的化学反应或通过引入光交联剂)，并且可以应用于原位--在生命系统中，而不是细胞裂解物中。这里我们还重点介绍了采用点击反应的策略，即铜催化的叠氮化物-炔环加成反应(CuAAC)，以允许带有炔或叠氮标签的天然产品支架的最小官能化。我们还讨论了“竞争模式”的方法，即筛选与特征良好的化学探针竞争的天然产品，以结合一组特定的蛋白质靶标。在质谱仪和生物信息学进步的推动下，许多现代战略现在正在拥抱定量蛋白质组学，以帮助定义探针的真正相互作用伙伴，我们强调这一快速发展的技术在化学蛋白质组学中提供的机会。最后，讨论了化学蛋白质组学方法的一些限制和挑战。
This review focuses on chemical probes to identify the protein binding partners of natural products in living systems. Covering: 2010 up to 2016 Deconvoluting the mode of action of natural products and drugs remains one of the biggest challenges in chemistry and biology today. Chemical proteomics is a growing area of chemical biology that seeks to design small molecule probes to understand protein function. In the context of natural products, chemical proteomics can be used to identify the protein binding partners or targets of small molecules in live cells. Here, we highlight recent examples of chemical probes based on natural products and their application for target identification. The review focuses on probes that can be covalently linked to their target proteins (either via intrinsic chemical reactivity or via the introduction of photocrosslinkers), and can be applied “in situ” – in living systems rather than cell lysates. We also focus here on strategies that employ a click reaction, the copper-catalysed azide–alkyne cycloaddition reaction (CuAAC), to allow minimal functionalisation of natural product scaffolds with an alkyne or azide tag. We also discuss ‘competitive mode’ approaches that screen for natural products that compete with a well-characterised chemical probe for binding to a particular set of protein targets. Fuelled by advances in mass spectrometry instrumentation and bioinformatics, many modern strategies are now embracing quantitative proteomics to help define the true interacting partners of probes, and we highlight the opportunities this rapidly evolving technology provides in chemical proteomics. Finally, some of the limitations and challenges of chemical proteomics approaches are discussed.
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