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光诱导的天冬氨酸到丙氨酸蛋白编辑器(LIDAPE)
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国产顶刊Vita:我国学者首创蛋白质化学编辑技术,无需修改DNA/RNA,实现活细胞蛋白质精准编辑
生物世界· 2026-04-01 12:08
研究突破概述 - 中国科学院上海药物研究所与福建师范大学的研究团队开发了一种名为光诱导的天冬氨酸到丙氨酸蛋白编辑器(LIDAPE)的新技术,能够在活细胞中对目标蛋白的特定氨基酸位点进行高效、精准的定点编辑[2][3] - 该研究于2026年4月1日发表在国产期刊 Vita 上,为化学生物学工具的新类别奠定了基础[2][3] 技术原理与设计 - LIDAPE的设计灵感来源于一种名为Chlorella variabilis的单细胞绿藻中的脂肪酸光脱羧酶(FAP),该酶能在光驱动下剪掉脂肪酸分子的羧基[7] - LIDAPE由两部分组成:一是能特异性识别并结合目标蛋白质的“导航头”(Binder),确保精准定位;二是能在特定波长蓝光照射下被激活,对目标天冬氨酸执行“脱羧”手术的“手术刀”(Warhead)[10] - 经过优化的编辑器LL-DA-3能完美嵌入目标激酶CDK2的活性口袋,其催化中心与要编辑的D145位点距离恰到好处[10] 技术性能与效率 - 在试管实验中,LL-DA-3对CDK2蛋白D145位点的编辑效率高达**86.7%**[13] - 该编辑器表现出极高的特异性,仅编辑预设的D145位点,对CDK2蛋白上所有其他天冬氨酸、谷氨酸甚至更活泼的C末端酸性基团均无影响[13] - 研究证实该技术具有普适性,同样可在CDK12和FGFR2中实现对DFG基序中天冬氨酸的定点编辑[14] - 在活细胞验证中,于HEK-293T活细胞内对引入的CDK2蛋白的编辑效率达到**10.07%**,首次在复杂生命系统内证明了直接蛋白质编辑的可行性[17] 技术意义与前景 - 该技术为生命科学研究提供了新工具,能够像使用“分子橡皮擦”一样精确修改蛋白质上的关键氨基酸,以直接研究其在蛋白质功能、信号通路及疾病发生中的作用[16] - 它验证了“小分子-光催化-蛋白质识别”三者结合实现精准生物编辑的全新范式,理论上可通过更换“导航头”和“手术刀”模块,拓展到编辑其他蛋白质和其他氨基酸位点[16] - 该技术为未来的生物医学工程开启新前景,例如通过精准编辑病原体蛋白质关键位点来开发新型疫苗,或通过调控疾病相关蛋白活性来探索新的治疗策略[16] - LL-DA-3具备酶一样的催化特性,可以循环使用,催化多个蛋白质分子发生编辑反应[17]