溴丙烯醛自旋标记物(BASL)的特异性与反应性研究：为蛋白质结构解析提供新型窄分布标记工具

这篇研究通过对比溴丙烯醛自旋标记物(BASL)与商用标记物MTSL、MAP的特性，揭示了BASL在蛋白质位点特异性标记、表面可及性及距离分布窄化方面的优势。研究结合旋转异构体库(rotamer library)分析和双电子-电子共振(DEER)实验，证明BASL能显著提升电子顺磁共振(EPR)对含天然半胱氨酸蛋白质的结构解析精度，并为正交标记策略提供新方案。

　　

Highlight

本研究通过对比溴丙烯醛自旋标记物(BASL)与两种商用硝基氧标记物(MTSL和MAP)的特性，系统评估了其在标记效率、表面可及性、位点特异性及距离分布宽度等方面的表现。基于旋转异构体库预测和实验数据，BASL展现出更窄的距离分布和独特的表面半胱氨酸选择性，为复杂蛋白质体系的结构解析提供了新工具。

Rotational dynamics of BASL

通过旋转异构体库分析发现，BASL仅含三个可旋转键（图1A），其χ₂扭转角分布较MTSL更受限。醛基与硝基氧杂环的第四自由度进一步限制了构象空间，这种刚性特性使其距离分布预测更精准，尤其适用于溶剂暴露的α-螺旋区域。

Conclusions

BASL凭借其刚性连接臂、表面选择性和位点特异性，显著提升了含天然半胱氨酸蛋白质的标记精度。研究表明：

1. 1.

   BASL标记效率受pH和缓冲条件影响，需优化反应条件；

2. 2.

   在模型蛋白Bid和γD-晶状体蛋白中，BASL产生的距离分布比MTSL窄15-30%；

3. 3.

   与MAP的差异性反应活性可实现硝基氧-钆(Gd)正交标记，为多参数EPR研究开辟新途径。