亲电性功能团在化学生物学方面有着非常广泛的运用，从蛋白质组的鉴定到结构为基础的药物设计，因此，发展可用于生物学研究和应用的新类型反应功能团是科学家的兴趣之一，其可拓展蛋白质组中共价配体可及的部分。本文即报道了一类活性乙烯基硫酯——STEFs的合成，并将其作为新的亲电功能团，评估了它作为生物亲电试剂的应用，并对其反应机理进行研究。

  丙烯酰胺是最广泛使用的亲电功能团，通过调节其β位碳的取代基可调节其反应性。当其杂原子取代时如化合物乙烯基氨基甲酸酯，则这个功能团遇到亲核试剂发生的是加成-消除即乙烯基取代的反应，反应性较弱因此限制了这类功能团在生物学方面的应用。本文作者认为吸电基的引入将赋予这类结构增强的活性，因此就设计合成了一系列由此衍生的、活化的乙烯基酯类化合物6-11，并使其带上炔基官能团。由于是Stachel和 Effenberger首次制备了这类化合物，因此作者把这类化合物命名为STEFs，此前并没有这类化合物在生物背景下的研究。

  STEFs是否可作为生物相关的亲电试剂，作者首先对这系列化合物进行稳定性的评估，发现硫化物9和10最稳定，其在酸、中、碱性条件下都很稳定，随后对其进行更加深入的研究。作者猜测硫化物STEFs 9和10在生理条件下会和半胱氨酸的巯基发生快速、可逆的偶联，随后与氨基的偶联则不可逆。因此作者随后就开展了小分子层面的研究，将化合物9与过量的n-丁胺和n-丁硫醇分别或共孵育反应可知，9和n-丁胺及n-丁硫醇均能反应，与n-丁硫醇反应速率更快，但共孵育时产物会转化成不可逆的氨基取代产物。

   随后作者进行肽段层面的研究，用丝氨酸取代半胱氨酸作为对照，发现化合物9与含有半胱氨酸的肽段的反应明显快于没有半胱氨酸的，且产物主要是氨基单修饰和氨基、半胱氨酸双修饰的。综上，作者认为，STEFs硫化物这类化合物会和半胱氨酸的巯基发生快速、可逆的偶联，并由此介导邻近的氨基与其偶联中间物发生反应，最终形成不可逆的氨基取代终产物。

接下来，作者评估STEFs在蛋白质组裂解液中的反应性和选择性。荧光胶即可见这类化合物与炔基化碘乙酰胺标记的蛋白有所不同，且碘乙酰胺的预处理会有效降低这类化合物对蛋白质组的标记。随后，作者利用可切割叠氮-偶氮基-生物素标签对化合物9在蛋白质组中标记的蛋白和位点在不同处理条件下分别进行研究。一共鉴定到114个蛋白，和45个直接的结合位点。直接结合位点均是赖氨酸修饰，有结构信息的22个结合位点中有18个邻近半胱氨酸，由此进一步验证了作者此前的猜测。

  最后作者还利用单蛋白人血清白蛋白与化合物9进行反应来鉴定位点，所鉴定的位点非半胱氨酸邻近，说明除了半胱氨酸导向的赖氨酸反应性外，STEFs还存在其他偏好的反应序列。

  总的来说，本文评估了一类新的生物亲电试剂STEFs硫化物，它通过连续加和-消除反应，可发生半胱氨酸导向的赖氨酸偶联，并且可对复杂的蛋白质组样品进行标记。此外，作者还证实这类结构同时可安在更复杂的化合物如EGFR的抑制剂上从而在未来进行更深的研究。

通讯作者是Aarhus University化学系的ThomasB. Poulsen和法医学系的MogensJohannsen。

原文引用：

DOI:10.1002/anie.201814073

原文链接：

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/pdf/10.1002/anie.201814073

作者：CXM