Protein-protein-interaksjoner (PPI)¹ spiller en sentral rolle i forskning og utvikling av legemidler. Å konstruere stabiliserte peptider med fast konformasjon ved kjemiske midler er en av de viktigste metodene for å utvikle mimetiske motiver av PPI². Til dags dato har flere sykliske peptider som retter seg mot PPI blitt utviklet for klinisk bruk³. De fleste peptider er begrenset til en α-helix-konformasjon for å redusere konformasjonsentropien og forbedre metabolsk stabilitet, målbindende affinitet og cellepermeabilitet ^4,5. I løpet av de siste 2 tiårene har sidekjedene til Cys^6,7, lysin^8,9, tryptofan 10, arginin¹¹ og Met ^12,13 blitt satt inn i unaturlige aminosyrer for å fikse peptidet i en syklisk konformasjon. Slike sykliske peptider kan målrette mot et unikt kjemisk rom eller spesielle steder, og derved utløse en kovalent reaksjon for å danne protein-peptid kovalent binding^14,15,16,17. I en nylig rapport fra Yu et al., ble et kloracetamid forankret på domenet til peptidligander, noe som sikrer en kovalent konjugeringsreaksjon med utmerket proteinspesifisitet¹⁸. Videre ble elektrofile stridshoder, som akrylamid og arylsulfonylfluorid (ArSO₂F), videre innlemmet i peptider av Walensky et ^al.19 for å danne stabiliserte peptidkovalente hemmere og forbedre antitumoreffekten av peptidhemmere. Derfor er det svært viktig å introdusere en ekstra funksjonell gruppe for å kovalent modifisere protein-peptidligander²⁰. Disse gruppene reagerer ikke bare med proteiner på sidekjeden, men stabiliserer også den sekundære strukturen til peptidet²¹. Imidlertid er anvendelsen av kovalent modifiserte proteiner indusert av peptidligander begrenset på grunn av den kompliserte syntetiske ruten og den ikke-spesifikke bindingen av de kjemiske gruppene^22,23. Effektive strategier for syntese av sykliske peptider er derfor presserende nødvendig.

Inspirert av de mangfoldige strategiene til sykliske peptider 2,24,25,26^, forsøker denne protokollen å utvikle en enkel og effektiv metode for stabilisering av peptider. I tillegg bemerket vi at sidekjedegruppen til et stabilt peptid kunne reagere kovalent med et målprotein når det var romlig nær peptidligandene. Mangelen på kjemisk modifisert Met ble fylt av Deming-gruppen i 2013 ved å utvikle en ny metode for å produsere selektivt modifisert peptidmetionin²⁷. Basert på denne bakgrunnen fokuserte Shi og medarbeidere på utviklingen av ringlukkingen av sidekjeder for å danne et sulfoniumsaltsenter. Når peptidliganden kombineres med målproteinet, reagerer sulfoniumsaltgruppen kovalent med det romlig nære Cys-proteinet. Shi og medarbeidere har de siste årene utviklet en ny metode for stabilisering av syklisk peptid²⁸. Sulfoniumsaltet på det sykliske peptidet ble redusert med et reduksjonsmiddel med en sulfhydrylgruppe som reversibelt ble redusert til Met. Reaksjonen hadde imidlertid lav effektivitet, noe som var skadelig for påfølgende biologiske applikasjonsstudier. I den nåværende studien ble en Met-Cys og propargylbromid-Cys ringlukkingsreaksjon designet, med et enkelt sulfoniumsalt igjen på sidekjeden til det sykliske peptidet. Sulfoniumsaltet fungerte som et nytt stridshode som reagerte kovalent med proteinet Cys under romlig nærhet. Kort fortalt ble et Cys og Met-mutert peptid syklisert ved intramolekylær alkylering, noe som resulterte i generering av et on-tether sulfoniumsenter. I denne prosessen var dannelsen av en sidekjedebro kritisk for sykliske peptider. Samlet sett beskriver denne protokollen en detaljert sulfoniumbasert peptidsyklisering som oppnås ved bruk av enkle reaksjonsforhold og operasjoner. Målet er å utvikle en mulig metode for videre brede biologiske anvendelser.