推薦一篇發(fā)表在ACS Chemical Biology上的文章Development of a Cyclic, Cell Penetrating Peptide Compatible with In Vitro Selection Strategies，本文的通訊作者是弗吉尼亞聯(lián)邦大學(xué)的Matthew C. T. Hartman教授，他的主要研究方向是蛋白-蛋白相互作用抑制劑、光控藥物遞送和熒光傳感器。
細(xì)胞滲透性的缺乏是多肽療法的一個(gè)限制性因素，目前解決這一問題的潛在策略是將目標(biāo)肽與穿膜肽相結(jié)合。最初發(fā)展的線性穿膜肽難以逃逸內(nèi)吞體，并且無法通過臨床試驗(yàn)；而最近Pei等人發(fā)展的短環(huán)肽可以逃逸內(nèi)吞體，但環(huán)肽是以首尾相連的方式成環(huán)的，沒有暴露的C端，與噬菌體展示或mRNA展示不兼容。本文中，作者以側(cè)鏈烷基化-成環(huán)的策略開發(fā)了一種穿膜肽，在具有高穿透性、高內(nèi)吞體逃逸率的同時(shí)，很好地兼容了展示技術(shù)。作者選取了與Pei等人開發(fā)的環(huán)肽相似的結(jié)構(gòu)，在其兩端分別加入一個(gè)半胱氨酸用于烷基化成環(huán)。作者首先對(duì)9種芳香連接劑進(jìn)行了篩選，發(fā)現(xiàn)2，3-二甲基萘具有最高的穿透率。接著作者用篩選到的連接劑評(píng)估了疏水氨基酸對(duì)細(xì)胞攝取的影響，發(fā)現(xiàn)額外的疏水氨基酸并不能帶來穿透率的顯著提升。然而細(xì)胞攝取并不能代表化合物能夠逃逸內(nèi)吞體進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)，因此作者借助pKa敏感的熒光基團(tuán)測定了肽鏈的細(xì)胞質(zhì)進(jìn)入率。同時(shí)作者也依此確定了穿透效果最好的肽4i，并將其作為后續(xù)實(shí)驗(yàn)的研究對(duì)象。作者將穿膜肽的序列簡單地連接到另一種肽的N端，發(fā)現(xiàn)復(fù)合物的細(xì)胞攝取率和細(xì)胞質(zhì)進(jìn)入率都有了很大提升，證明了這種穿膜肽可以將貨物運(yùn)送到細(xì)胞質(zhì)中。作者將貨物換成一種靶向癌細(xì)胞的毒性肽LFG，這種細(xì)胞毒性肽單獨(dú)使用無法發(fā)揮毒性，但復(fù)合物具有較小的IC50-值。最后作者證明了所開發(fā)的穿膜肽4i與體外翻譯兼容。作者對(duì)翻譯后的肽段直接進(jìn)行了半胱氨酸雙烷基環(huán)化和Click反應(yīng)環(huán)化，得到單一的雙環(huán)化主產(chǎn)物，證明這兩種環(huán)化反應(yīng)都與體外翻譯過程正交。最后作者額外地發(fā)現(xiàn)雙環(huán)化肽具有更高的細(xì)胞質(zhì)進(jìn)入效果，但沒有對(duì)它作進(jìn)一步驗(yàn)證。總之，本文開發(fā)了一種新型結(jié)構(gòu)的環(huán)狀穿膜肽，為體外選擇高穿透性的多肽提供了新方法，并有望為多肽藥物發(fā)現(xiàn)提供新的工具。
本文作者：ZTY
責(zé)任編輯：TZY
原文鏈接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acschembio.2c00680
文章引用：DOI: 10.1021/acschembio.2c00680
