分享一篇近期發(fā)表在J. Am. Chem. Soc.上的文章，題為Native Peptide Cyclization, Sequential Chemoselective Amidation in Water。文章的通訊作者是來自紐約州立大學(xué)的張強(qiáng)教授。
多肽和蛋白質(zhì)作為治療藥物和生物化學(xué)工具具有十分重要的意義。盡管多肽合成方法取得了重大進(jìn)展，但是選擇性修飾不同氨基酸側(cè)鏈和末端仍然面臨挑戰(zhàn)，通過分子間或分子內(nèi)方法直接將未受保護(hù)的線性多肽進(jìn)行連接在化學(xué)上還是無法實(shí)現(xiàn)（圖1a）。本文中，作者介紹了一種天然多肽環(huán)化（NPC）方法，這種方法可以通過順序化學(xué)選擇性活化實(shí)現(xiàn)分子內(nèi)多肽連接，并且無需末端基團(tuán)預(yù)修飾或側(cè)鏈保護(hù)。
作者認(rèn)為，將C端作為主要的親核殘基是實(shí)現(xiàn)NPC的化學(xué)選擇性的關(guān)鍵。在中性至較高pH（7?12）時(shí)，Cys巰基負(fù)離子的親核性比其他殘基更強(qiáng)。而在低pH（2?5）時(shí)，羧酸根離子表現(xiàn)出最強(qiáng)的親核性。基于以上親核性的比較，他們設(shè)想在pH ~ 3的條件下多肽中親核性最強(qiáng)的C端會(huì)優(yōu)先與親電活化劑（異腈）結(jié)合形成混合酸酐?；罨?/span>的C端基團(tuán)隨后通過N端Cys巰基的分子內(nèi)硫解形成硫內(nèi)酯，最后經(jīng)過動(dòng)力學(xué)控制的N-S轉(zhuǎn)換形成穩(wěn)定的酰胺鍵，從而實(shí)現(xiàn)多肽的環(huán)化（圖1b）。
首先，作者選擇五肽Cys-Trp-Asn-Tyr-Ala（CWNYA）進(jìn)行初步的化學(xué)選擇性NPC研究（圖1c）。在38 °C的PBS（pH = 7.8）中用異丙基異腈處理CWNYA，導(dǎo)致N端全部形成CWNYA-N-甲酰基酰胺。降低PBS的pH會(huì)同時(shí)生成環(huán)狀CWNYA和CWNYA-N-甲?；０罚噎h(huán)狀CWNYA的收率有所提高，表明pH對(duì)環(huán)化的選擇性有明顯影響。作者嘗試用NaOAc/HOAc和NaH2PO4/H3PO4將反應(yīng)pH降低到4以下，但難以得到環(huán)化產(chǎn)物。最后他們將線性多肽CWNYA的TFA鹽溶解在純水中，從而獲得最佳結(jié)果（73%的環(huán)狀CWNYA）。此外，他們發(fā)現(xiàn)室溫下水溶液中的反應(yīng)形成了硫內(nèi)酯，驗(yàn)證了作者所提出的硫解過程。
