水解酶，包括蛋白酶，由人类基因组中2-3%的基因编码，其中14%的酶是活跃的药物靶点。然而，许多蛋白酶的活性和底物特异性，特别是那些嵌入膜中的蛋白酶，以及其他水解酶的活性和底物特异性仍然未知。有鉴于此，英国MRC分子生物学实验室的Jason W. Chin、Shan Tang等研究人员，研究表明，基于机制的陷阱使蛋白酶和水解酶底物的发现成为可能。

本文要点

1）研究人员报告了一种在复杂的混合物和活的哺乳动物细胞中创建基于机制的、光激活的蛋白酶和水解酶底物陷阱的策略。

2）陷阱捕获水解酶的底物，这些底物通常使用丝氨酸或半胱氨酸亲核物。用基因编码的2,3-二氨基丙酸取代催化亲核物，使第一步反应形成一个酰基-酶中间体，其中底物片段通过一个稳定的酰胺键与酶共价连接；这使得底物的严格纯化和鉴定成为可能。

3）研究人员确定了蛋白酶的新底物，包括哺乳动物的膜内菱形蛋白酶RHBDL4。研究人员证明RHBDL4可以将驻留在内质网的I型跨膜蛋白的腔内片段脱落到细胞外空间，以及促进内源性可溶性内质网伴侣的非经典分泌。

4）研究人员还发现，推定的丝氨酸水解酶视网膜母细胞瘤结合蛋白9是一种氨基肽酶，在人类细胞中偏向于去除芳香族氨基酸。

本文研究结果建立了一个强大的范式，可用于确定水解酶的底物和活性。

参考文献：

Shan Tang, et al. Mechanism-based traps enable protease and hydrolase substrate discovery. Nature, 2022.

DOI：10.1038/s41586-022-04414-9

https://www.nature.com/articles/s41586-022-04414-9