今天給大家分享一篇JACS上的文章Allenone-Mediated Racemization/Epimerization-Free Peptide Bond Formation and Its Application in Peptide Synthesis，本文通訊作者是來自廣州醫(yī)科大學(xué)藥學(xué)院的趙軍鋒教授，其課題組研究方向?yàn)槎嚯呐c蛋白質(zhì)的化學(xué)合成與修飾。
多肽合成在藥物研發(fā)、生化研究中有重要的作用，其中最重要最基礎(chǔ)的是酰胺鍵的形成?，F(xiàn)有最常用的多肽合成方法SPPS原子經(jīng)濟(jì)性低，具有可持續(xù)性低及環(huán)境污染方面的問題，傳統(tǒng)偶聯(lián)試劑反應(yīng)活性過高也可能導(dǎo)致差向異構(gòu)體及其它影響純度的問題。本文中作者設(shè)想通過丙二烯衍生物allenone介導(dǎo)肽鍵的形成，可保證手性不發(fā)生變化。
作者首先發(fā)現(xiàn)苯甲酸可以和allenone溫和發(fā)生1，4加成反應(yīng)生成烯醇酯，產(chǎn)物可與胺反應(yīng)生成酰胺。這個(gè)兩步合成酰胺的反應(yīng)與許多基團(tuán)均兼容，并且第一步產(chǎn)物無需提純即可使用，可一鍋法合成目標(biāo)酰胺。作者接著將此反應(yīng)應(yīng)用在肽鍵的形成上，20種氨基酸中除了His外都能高產(chǎn)率與allenone發(fā)生1，4加成反應(yīng)，且不需要過量的試劑（實(shí)際中通常使用1.1當(dāng)量氨基酸），His產(chǎn)率較低的原因可能是咪唑側(cè)鏈的影響。傳統(tǒng)的保護(hù)基如Boc、Fomc等都與此反應(yīng)條件匹配。第二步反應(yīng)所有氨基酸都能在室溫下溫和反應(yīng)以高產(chǎn)率生成酰胺，通常反應(yīng)能在數(shù)分鐘內(nèi)完成，但有空間位阻的氨基酸如Ile和Val則需要更長的反應(yīng)時(shí)間。并且在活化與胺解的過程中沒有消旋或差向異構(gòu)化的現(xiàn)象發(fā)生。Ser、Thr的羥基與Trp的亞氨基在兩步反應(yīng)中均不用保護(hù)。
作者也嘗試了使用此反應(yīng)將肽段碎片進(jìn)行連接，二肽、三肽、四肽均能以較高產(chǎn)率發(fā)生反應(yīng)，但隨著長度增加活化所需的時(shí)間增加，胺解則很快，反應(yīng)過程中也不會發(fā)生手性的變化。作者使用此方法合成了抗癌多肽藥物卡非佐米，所有活化與胺解的步驟均自發(fā)進(jìn)行，最終產(chǎn)率68%，顯著高于傳統(tǒng)方法的30%左右。
作者也將此反應(yīng)應(yīng)用到了固相多肽合成中，相對于傳統(tǒng)的使用偶聯(lián)試劑的需要反應(yīng)試劑大量過量的SPPS策略，此方法只需要使用2當(dāng)量的活化酯就能實(shí)現(xiàn)較好的偶聯(lián)效率，并且最終肽段純度為98%，相比其它偶聯(lián)試劑均有較大的提升。
本文作者：JGG
責(zé)任編輯：LYP
原文鏈接：https://pubs.acs.org/doi/pdf/10.1021/jacs.1c04614
文章引用：DOI：10.1021/jacs.1c04614
