近期发表在Angew. Chem. Int. Ed.上的“Disulfide click reaction for stapling of S-terminal peptides”。本文的通讯作者是来自华东师范大学的姜雪峰教授。

    多肽能模拟蛋白质-蛋白质相互作用 (protein-protein interactions, PPIs) 序列结构，靶向性结合功能蛋白活性位点，作为抑制剂等，是非常重要的一类药物。但是，线性多肽无法保持它在天然蛋白中的α螺旋结构，呈现多变的构象。研究者们用化学装订的方式，将线性多肽中的两个或者两个以上位点共价连接，能限制多肽的构象，使得它恢复为α螺旋，还能增加多肽的跨膜能力，防止酶解。

    如图1所示，作者开发了一种可逆装订多肽侧链巯基的方法。进入胞内，装订好的多肽会被谷胱甘肽 (glutathione, GSH) 还原为线性多肽，发挥功能。如图1(B)所示，作者利用二炔烃和邻苯二甲酰亚磺酰氯反应，制备了一种可逆的双官能团半胱氨酸 (_L-cysteine, Cys) 连接子，它的链长、亲疏水性等都是可调的。

图1.(A) 可逆装订策略；(B) 连接子结构

    如图2所示，作者利用多种市售或者自己合成的双炔基化合物与邻苯二甲酰亚磺酰氯反应，制备了多种不同链长、刚性、取代基的连接子。他们利用亚丙基连接的二炔基作为原料，制备了3a，产率达到76%，单次能制备约0.8 g。根据X射线衍射结果，3a中的双键都呈E构型。接着，作者拓展了连接子中的取代基，制备了3b-3e；他们拓展了连接子的链长，制备了3f-3i；他们引入苯环，增加连接子的刚性，制备了3j-3o；他们还制备了三官能团的连接子3p和3q，能用于连接三个巯基，制备双环结构。

图2. 连接子结构的拓展

    如图3所示，作者在水/乙腈混合溶剂将连接子和含2个或者2个以上巯基的多肽混合，装订反应在1 min内完成。作者成功制备了18至32元环的产物，装订反应都十分高效。

图3.装订反应

    如图4所示，作者用YA-7 (YCGGGCA)作为模型分子，分别和3a、二氯均四嗪反应，形成环状装订肽。血清中，3a装订后的产物5g保留时间更长，稳定性高于二氯均四嗪装订后的产物。

图4. YA-7 (YCGGGCA) 的模型反应，连接子为3a和二氯均四嗪

    作者利用QN-16 (Ac-QSQQTFCNLWRLLCQN-NH₂) 作为模型分子，分别用不同的连接子装订，制备了7a-7f。他们利用7a-7f以及QN-16探究对结直肠癌细胞HCT-116的杀伤作用。如图5(B)所示，7a-7f都表现出不同程度的杀伤能力，但未装订的QN-16无杀伤作用。7a表现出最强的杀伤能力 (IC₅₀最低为6.81 μM)。

图5. (A) QN-16被不同连接子装订后的产物7a-7f；(B) 7a-7f以及QN-16对HCT-116的杀伤作用

    如图6(A)所示，作者利用硫氧还蛋白 (thioredoxin, Trx)作为模型蛋白，用TCEP还原蛋白中的二硫键，然后分别与连接子3c、3g制备得到装订后的蛋白，证明该方法不仅适用于短肽，还适用于更复杂的蛋白。如图6(B)所示，装订后的环状多肽能被TCEP还原切除连接子，得到原本的线性多肽，收率都在80%以上。

图6. (A) Trx的装订；(B) 装订后多肽的还原消除

    综上所述，本文作者利用二炔基或者三炔基化合物和邻苯二甲酰亚磺酰氯高效制备了新型连接子，能与2或3个巯基反应，用于装订多肽或者蛋白。该装订反应是可逆的，装订后的多肽能被TCEP还原为原本的线性多肽。

作者：LXY  审校：HYH

DOI: 10.1002/anie.202314379

Link: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202314379