2025/3/5 10:54:00

一、多肽硫酯的重要性

多肽硫酯在蛋白质化学合成中扮演着关键角色,特别是在自然化学连接(Native Chemical Ligation, NCL)策略中。NCL允许无保护的肽片段在水相中高效、选择性地连接,其中一个片段的C端为硫酯,另一个片段的N端为半胱氨酸。多肽硫酯的制备是实现NCL的关键步骤之一。

 

二、多肽硫酯蛋白合成新技术

1.N→S酰基转移反应

伦敦大学的Macmillan研究组发现了一种新的多肽硫酯制备方法,即N→S酰基转移反应。这种方法能够从末端为Xaa-Cys序列的天然多肽中制备多肽硫酯,其中Xaa可以是Gly、His或Cys。

该反应产生的硫酯已经成功应用于合成具有生物活性的人β-defensin 3类似物和人Hepcidin,并且与O-和N-糖肽合成以及磷酸化蛋白半合成相容。

研究还发现,增加相对少量过量的半胱氨酸能逆转硫酯的形成,表明硫酯形成和NCL能在相同反应条件下发生。

2.Fmoc-SPPS方法制备多肽硫酯

传统的Boc-SPPS方法制备多肽硫酯存在操作困难,且与糖肽和磷酸化肽等含酸敏感的翻译后修饰多肽硫酯制备不相容。因此,发展高效的Fmoc-SPPS方法制备C端多肽硫酯具有重要意义。

科学家们发展出多种基于Fmoc-SPPS的方法制备多肽硫酯,如利用分子内O到S的酰基迁移、利用Kenner's Safety-Catch Linker等。这些方法解决了多肽合成过程中硫酯的稳定性问题,提高了多肽硫酯的制备效率。

3.多肽酰肼法

清华大学的研究团队提出了一种基于多肽酰肼的蛋白质制备方法。该方法将C端具有酰肼基团的第一肽与N端为半胱氨酸的第二肽连接,通过一系列化学反应将酰肼基团转化为硫酯基团,进而实现肽片段的连接。

该方法避免了现有技术中采用Boc-SPPS方法合成硫酯化物中的弊端,提高了多肽硫酯的稳定性,并且可以通过生物合成方法合成C端具有酰肼基团的多肽片段,提高了生产效率。

 

三、多肽硫酯蛋白合成新技术的应用前景

多肽硫酯蛋白合成新技术在生物医药领域具有广泛的应用前景。通过该技术,可以高效地合成具有特定结构修饰的目标蛋白,为新药研发、疾病诊断和治疗提供有力支持。例如,利用该技术可以合成具有抗肿瘤、抗病毒等生物活性的多肽药物,为癌症和传染病的治疗提供新的手段。

 

四、结论

多肽硫酯蛋白合成新技术为蛋白质化学合成领域带来了新的突破。通过不断优化和创新,该技术将进一步提高多肽硫酯的制备效率,拓展其在生物医药领域的应用范围。

 

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