董甦偉課題組在基于脯氨酸硫酯的多肽連接方法研究中取得進(jìn)展
近年來，以蛋白質(zhì)等生物大分子為目標(biāo)的化學(xué)合成成為化學(xué)生物學(xué)領(lǐng)域的一個(gè)研究熱點(diǎn)，而自然化學(xué)連接（Native Chemical Ligation）則是制備蛋白質(zhì)的化學(xué)方法中最為有效的多肽連接方法之一。在溫和的條件下，自然化學(xué)連接能夠?qū)⒁欢味嚯牧蝓ズ鸵欢?/span>N-末端含巰基取代氨基酸的多肽連接起來，生成一條分子量更大的多肽。在合成由天然氨基酸組成的多肽的過程中，研究者們發(fā)現(xiàn)C-末端為脯氨酸的多肽硫酯具有制備方便、不易消旋的優(yōu)勢(shì)，但其在自然化學(xué)連接反應(yīng)中活性極低，如何將其應(yīng)用到蛋白合成中是一個(gè)長(zhǎng)期未能得到很好解決的難題。
重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室董甦偉課題組從影響脯氨酸硫酯反應(yīng)活性的因素出發(fā)，設(shè)計(jì)合成含有?[2.2.1]雙環(huán)結(jié)構(gòu)的多肽內(nèi)硫酯中間體，通過分子構(gòu)型的變化減弱軌道相互作用和位阻影響，并利用環(huán)張力對(duì)脯氨酸硫酯進(jìn)行的活化。這一“內(nèi)活化”的策略成功實(shí)現(xiàn)了一系列含有thioPro－thioXaa片段的多肽連接，再通過溫和的無金屬脫硫條件即得到含有Pro－Xaa的天然多肽。該方法連接效率高，化學(xué)選擇性好，底物適用性強(qiáng)，對(duì)天然氨基酸側(cè)鏈以及含糖基取代的多肽都具有良好的兼容性。此外，與前人發(fā)展的方法相比，該方法通過在脯氨酸4位引入的巰基實(shí)現(xiàn)活化，無需額外添加活化劑，可以通過“連接－脫硫”的一鍋法簡(jiǎn)化操作步驟，從而顯著提高合成效率。通過合成人腎母細(xì)胞瘤蛋白1（WT1）的一個(gè)富脯氨酸區(qū)域，該方法也被證明可應(yīng)用于分子量較大的多肽及糖蛋白的合成中，尤其是含有富脯氨酸區(qū)域的蛋白質(zhì)的化學(xué)合成中。
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這一研究成果發(fā)表于《美國(guó)化學(xué)會(huì)志》（J. Am. Chem. Soc. 2016, 138, 4890-4899）。藥學(xué)院10級(jí)長(zhǎng)學(xué)制學(xué)生桂悅是這項(xiàng)工作的第一作者。該項(xiàng)目得到了國(guó)家自然科學(xué)基金的資助。
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董甦偉課題組??供稿
近年來，以蛋白質(zhì)等生物大分子為目標(biāo)的化學(xué)合成成為化學(xué)生物學(xué)領(lǐng)域的一個(gè)研究熱點(diǎn)，而自然化學(xué)連接（Native Chemical Ligation）則是制備蛋白質(zhì)的化學(xué)方法中最為有效的多肽連接方法之一。在溫和的條件下，自然化學(xué)連接能夠?qū)⒁欢味嚯牧蝓ズ鸵欢?/span>N-末端含巰基取代氨基酸的多肽連接起來，生成一條分子量更大的多肽。在合成由天然氨基酸組成的多肽的過程中，研究者們發(fā)現(xiàn)C-末端為脯氨酸的多肽硫酯具有制備方便、不易消旋的優(yōu)勢(shì)，但其在自然化學(xué)連接反應(yīng)中活性極低，如何將其應(yīng)用到蛋白合成中是一個(gè)長(zhǎng)期未能得到很好解決的難題。
重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室董甦偉課題組從影響脯氨酸硫酯反應(yīng)活性的因素出發(fā)，設(shè)計(jì)合成含有?[2.2.1]雙環(huán)結(jié)構(gòu)的多肽內(nèi)硫酯中間體，通過分子構(gòu)型的變化減弱軌道相互作用和位阻影響，并利用環(huán)張力對(duì)脯氨酸硫酯進(jìn)行的活化。這一“內(nèi)活化”的策略成功實(shí)現(xiàn)了一系列含有thioPro－thioXaa片段的多肽連接，再通過溫和的無金屬脫硫條件即得到含有Pro－Xaa的天然多肽。該方法連接效率高，化學(xué)選擇性好，底物適用性強(qiáng)，對(duì)天然氨基酸側(cè)鏈以及含糖基取代的多肽都具有良好的兼容性。此外，與前人發(fā)展的方法相比，該方法通過在脯氨酸4位引入的巰基實(shí)現(xiàn)活化，無需額外添加活化劑，可以通過“連接－脫硫”的一鍋法簡(jiǎn)化操作步驟，從而顯著提高合成效率。通過合成人腎母細(xì)胞瘤蛋白1（WT1）的一個(gè)富脯氨酸區(qū)域，該方法也被證明可應(yīng)用于分子量較大的多肽及糖蛋白的合成中，尤其是含有富脯氨酸區(qū)域的蛋白質(zhì)的化學(xué)合成中。
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這一研究成果發(fā)表于《美國(guó)化學(xué)會(huì)志》（J. Am. Chem. Soc. 2016, 138, 4890-4899）。藥學(xué)院10級(jí)長(zhǎng)學(xué)制學(xué)生桂悅是這項(xiàng)工作的第一作者。該項(xiàng)目得到了國(guó)家自然科學(xué)基金的資助。
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董甦偉課題組??供稿
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