在过去的几十年里，固相多肽合成(SPPS)在多肽药物的筛选、改造以及化学合成中，扮演了无可替代的角色，其进一步推动了蛋白质化学合成的发展，使得具有均一翻译后修饰的蛋白质化学构建成为可能。然而，在SPPS 中，“困难多肽”的合成长期以来是一个亟待解决的问题，这一类多肽在固相上具有强烈的自聚倾向，使得其合成非常困难，存在严重的氨基酸缺失或截断，导致最终产物多肽的质量和产率极差。

近日，来自香港大学的李学臣教授团队，通过多肽主链骨架扭结策略，开发了一种全新的二肽试剂NBDs (N,O-Benzylidene Acetal Dipeptides), 可以作为“困难多肽”的通用解决方案，实现“困难多肽”的高效高品质化学合成。

在之前的研究中，作者发现丝氨酸/苏氨酸多肽连接术（Ser/Thr Chemical Ligation）的关键中间体(N,O-Benzylidene Acetal)可以改变多肽的构象行为，基于此，他们预想这一结构可以被应用在“困难多肽”的固相合成中，从而改变多肽在固相上的自聚倾向。

在本文中，作者首先对二肽试剂NBDs进行了NMR研究，证实了这一试剂的立体结构高度扭曲，符合猜测。进一步，测试了NBDs 的底物范围，发现其适应除脯氨酸外的其余所有19种天然氨基酸，并且，该试剂合成简单，可以轻易实现一锅法，亚公斤级(100 g)合成。

在此基础上，作者将NBDs应用在极具挑战的困难短肽的合成上。与常规的SPPS相比，NBD-SPPS显示出非常优越的效果。在具有β折叠的免疫检查点蛋白序列的合成中，例如PD-1和PD-L1，NBD-SPPS 可以高质量高产率的合成相应的“困难多肽”，而常规SPPS则面临严重的氨基酸缺失，产物和杂质无法分离等难题。

在中等长度的“困难多肽”中，NBD-SPPS 同样展示出了强大的防止多肽聚集截断的能力，比如，在多肽荷尔蒙Amylin胰淀素的合成中，NBD-SPPS能够提供高纯度的产物，而常规SPPS由于严重的氨基酸丢失问题，甚至无法找到相应产物。进一步，作者使用NBD-SPPS实现了用于治疗新冠肺炎引起的急性呼吸窘迫综合征的多肽药物Aviptadil的克级规模生产，提示NBDs在多肽药物的工业生产中具有强大的潜力。

进一步，在小蛋白Crambin, Rantes和Ubiquitin的合成中，NBD-SPPS 同样发挥了强大的功效。在组蛋白H2B 的合成中，NBDs有效防止了各个多肽片段的截断问题，实现了H2B的百毫克级别的合成。另外，在治疗肾性贫血的促红细胞生成素糖蛋白EPO的合成中，NBDs能高效的阻止Aspartimide的形成，提高糖蛋白合成纯度以及产率。

总之，NBDs试剂的开发及应用，解决了困难多肽的合成问题，促进了多肽药物的高效合成以及蛋白质化学构建。