图 镜像胰蛋白酶示意图及镜像Dpo4的降解与测序
在国家自然科学基金项目（批准号：21925702、32050178）等资助下，清华大学/西湖大学朱听教授课题组在镜像化学生物学领域取得新进展，相关成果以“利用镜像胰蛋白酶实现镜像蛋白质的降解与测序（Mirror-image trypsin digestion and sequencing of D-proteins）”为题，于2024年1月18日在《自然•化学》（Nature Chemistry）上发表。论文链接：https://www.nature.com/articles/s41557-023-01411-x。
由于镜像多肽和镜像蛋白质无法被天然蛋白酶降解，传统的基于天然蛋白酶降解及液相色谱–串联质谱（LC–MS/MS）的方法无法直接应用于镜像多肽和镜像蛋白质测序。该研究将全长为231个氨基酸的猪胰蛋白酶原分为五段进行固相多肽合成和自然化学连接，并通过复性得到正确折叠的酶原，然后利用胰蛋白酶原的自我激活获得具有完整酶活性的镜像胰蛋白酶。在此基础上，该研究利用镜像胰蛋白酶实现了多种镜像蛋白质（镜像核糖体蛋白质L25、镜像DNA聚合酶Dpo4及其Y12S突变体）的降解和测序，并开发了基于长链镜像多肽的信息存储技术（图）。
该研究报道的镜像多肽和镜像蛋白质的降解与测序技术有望被应用于药物开发、信息存储、环境保护等领域。该研究还利用化学方法合成了天然胰蛋白酶，与传统的动物内脏提取法和工业发酵法相比，全化学合成有望从源头上避免引入其他蛋白质污染，为蛋白质组学等相关研究提供更高纯度的天然胰蛋白酶。