推薦一篇發(fā)表在Adv. Sci.上的論文，題目為“Cysteine-Specific Multifaceted Bioconjugation of Peptides nd Proteins Using 5-Substituted 1,2,3-Triazines”，通訊作者是中國(guó)醫(yī)學(xué)科學(xué)院藥物研究所的王銳院士和蘭州大學(xué)孫旺盛教授，王銳院士是藥物化學(xué)與多肽藥物的專家，孫旺盛教授的研究方向主要是多肽藥物化學(xué)與藥理學(xué)、創(chuàng)新多肽藥物發(fā)現(xiàn)。
肽和蛋白質(zhì)的化學(xué)修飾對(duì)生物分子工程和藥物發(fā)現(xiàn)產(chǎn)生廣泛影響，其中半胱氨酸因?yàn)榫哂休^高的親核性、較低的氧化還原電位和較低的豐度，為肽和蛋白的化學(xué)偶聯(lián)策略提供了豐富的解決方案。經(jīng)典策略包括碘乙酰胺的親核取代，馬來(lái)酰亞胺衍生物的Michael加成，二硫鍵交換反應(yīng)，與活化的雜環(huán)芳香化合物反應(yīng)、通過(guò)光催化的反應(yīng)等。此外還有一些新的方法被報(bào)道和應(yīng)用，例如在功能化過(guò)程中能夠產(chǎn)生新的正交基團(tuán)用于二次標(biāo)記，Waser小組利用EBX與半胱氨酸之間的反應(yīng)生成穩(wěn)定的高價(jià)碘結(jié)合物，然后通過(guò)重金屬催化實(shí)現(xiàn)生物偶聯(lián)，類(lèi)似的策略也實(shí)現(xiàn)了賴氨酸的有效標(biāo)記。盡管取得了這些進(jìn)展，但對(duì)于簡(jiǎn)單、高效的方法仍有持續(xù)需求。
在這項(xiàng)研究中,作者介紹了一種新穎的方法,利用5位多功能取代的1,2,3-三嗪衍生物實(shí)現(xiàn)針對(duì)含半胱氨酸的肽和蛋白質(zhì)的多方位生物偶聯(lián)。1,2,3-三嗪具有高親電性，可以與一級(jí)胺、二級(jí)胺和硫醇反應(yīng)生成醛，生成的醛基在酸性或中性條件下與肼發(fā)生反應(yīng)，可以作為生物正交手柄用于二次標(biāo)記。首先作者對(duì)反應(yīng)進(jìn)行了優(yōu)化，可以實(shí)現(xiàn)生物相容性的半胱氨酸選擇性的高效修飾。另外，作者還探索了含有半胱氨酸肽的修飾肽的底物范圍，結(jié)果表明含有親核性氨基酸的肽都展現(xiàn)了良好的耐受性。
作者將具有不同官能團(tuán)的三嗪化合物與不同長(zhǎng)度的肽進(jìn)行反應(yīng)，產(chǎn)生多種肽的偶聯(lián)物，包括熒光染料、PEG、生物素、生物正交基團(tuán)等多種修飾的偶聯(lián)物。此外，作者還將新產(chǎn)生的醛基作為新的生物正交手柄，通過(guò)一鍋反應(yīng)實(shí)現(xiàn)肽段或蛋白的多重官能團(tuán)化。進(jìn)一步地，作者設(shè)計(jì)并合成了一種雙三嗪化合物，通過(guò)一個(gè)連接臂連接兩個(gè)三嗪基團(tuán)用于合成環(huán)肽、肽段的二聚化、肽段與小分子毒素的偶聯(lián)等。
作者將具有不同官能團(tuán)的三嗪化合物與不同長(zhǎng)度的肽進(jìn)行反應(yīng)，產(chǎn)生多種肽的偶聯(lián)物，包括熒光染料、PEG、生物素、生物正交基團(tuán)等多種修飾的偶聯(lián)物。此外，作者還將新產(chǎn)生的醛基作為新的生物正交手柄，通過(guò)一鍋反應(yīng)實(shí)現(xiàn)肽段或蛋白的多重官能團(tuán)化。進(jìn)一步地，作者設(shè)計(jì)并合成了一種雙三嗪化合物，通過(guò)一個(gè)連接臂連接兩個(gè)三嗪基團(tuán)用于合成環(huán)肽、肽段的二聚化、肽段與小分子毒素的偶聯(lián)等。
總之，這項(xiàng)工作開(kāi)發(fā)了一種半胱氨酸選擇性修飾的綜合平臺(tái),為基于肽的藥物開(kāi)發(fā)、蛋白質(zhì)偶聯(lián)和化學(xué)生物學(xué)研究開(kāi)辟了新途徑。
