近日，中科院强磁场科学中心、中科大双聘研究员田长麟课题组、生物物理所王江云研究员和龚为民研究员课题组合作发展了新型非天然氨基酸，并应用这种¹⁹F同位素标记的非天然氨基酸和固体核磁共振方法实现了蛋白质酪氨酸磷酸化的定性和定量检测。

　　酪氨酸磷酸化在翻译后修饰过程中至关重要，能够调节真核细胞周期、转录激活和神经信号转导等重要生命过程。酪氨酸磷酸水平化紊乱会引起许多人类疾病包括癌症。同时，酪氨酸磷酸化能影响原核生物的生理状态，特别是病原菌感染宿主等过程。

　　该项研究在细胞培养过程中加入含有¹⁹F的酪氨酸类似物(Tyr-F2)，并应用非天然氨基酸机制实现了多个酪氨酸激酶及其底物的定点¹⁹F标记。这些定点标记的含¹⁹F非天然氨基酸在磷酸化和去磷酸化条件下表现出不同的核磁共振化学位移，而且核磁共振的强度变化能直接反应蛋白质中酪氨酸磷酸化水平。

　　应用¹⁹F固体核磁共振方法，针对大肠杆菌中的酪氨酸激酶、癌症形成中的关键酪氨酸激酶Src进行了磷酸化水平分析。同时分析了关键酪氨酸激酶与癌症药物dasatinib的相互作用，为以后设计更好的酪氨酸激酶抑制性药物提供了重要参考。该项研究利用了中科大理化实验中心的400MHz固体核磁共振谱仪和中科院强磁场科学中心的600MHz固体核磁共振谱仪。

　　相关研究结果于2013年2月28日在《德国应用化学》（Angewandte Chemie）在线发表：基于基因编码的¹⁹F NMR方法检测酪氨酸磷酸化（A Genetically Encoded ¹⁹F NMR Probe for Tyrosine Phosphorylation），强磁场科学中心的石攀助理研究员、生物物理所的李家松和李发慧是文章的共同第一作者。（文章链接http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/ange.201300463/abstract）

　　其实，在此之前强磁场科学中心的科研人员就已经将核磁共振方法应用于物质结构分析中，可以说核磁共振方法在蛋白质分子机制研究和结构解析中有着特殊的优势。强磁场中心的田长麟教授、吴芳明助理研究员和美国阿拉巴马大学Michael Niederwas教授合作，运用核磁共振方法解析了结核杆菌外膜蛋白mmpS4的三维结构，并进一步研究了该外膜蛋白的铁离子外排和在结核杆菌发挥毒性作用中的分子机制。相关文章发表在2013年1月的PLOS Pathogens上(PLOS Pathogens, 2013, Jan., 9(1):e1003120)。

¹⁹F NMR 检测大肠杆菌酪氨酸激酶的磷酸化