オンテザースルホニウム中心を用いた環状ペプチドの構築

タンパク質間相互作用(PPI)¹は、医薬品の研究開発において極めて重要な役割を果たします。化学的手段によって立体構造が固定された安定化ペプチドを構築することは、PPIの模倣モチーフを開発するための最も重要な方法の1つです²。現在までに、PPIを標的とするいくつかの環状ペプチドが臨床使用のために開発されています³。ほとんどのペプチドは、コンフォメーションエントロピーを低下させ、代謝安定性、標的結合親和性、および細胞透過性を改善するためにαらせんコンフォメーションに拘束されています^4,5。過去20年間で、Cys ^6,7、リジン^8,9、トリプトファン10、アルギニン11、およびMet ^12,13の側鎖が非天然アミノ酸に挿入され、ペプチドを環状立体配座に固定してきました。このような環状ペプチドは、固有の化学空間または特別な部位を標的とすることができ、それによって共有反応を誘発してタンパク質-ペプチド共有結合を形成する^14、15、^16、17。Yuらによる最近の報告では、クロロアセトアミドがペプチドリガンドのドメインに固定され、優れたタンパク質特異性を有する共有結合反応を保証した¹⁸。さらに、アクリルアミドやアリールスルホニルフルオリド(ArSO₂F)などの求電子性弾頭は、Walenskyらによってさらにペプチドに組み込まれ、安定化ペプチド共有結合阻害剤^{を形成し、ペプチド}阻害剤の抗腫瘍効果を改善しました。したがって、タンパク質−ペプチドリガンド²⁰を共有結合的に修飾するために追加の官能基を導入することが非常に重要である。これらの基は、側鎖上のタンパク質と反応するだけでなく、ペプチド²¹の二次構造を安定化させる。しかしながら、ペプチドリガンドによって誘導される共有結合修飾タンパク質の適用は、複雑な合成経路および化学基の非特異的結合のために制限される^22,23。したがって、環状ペプチドの合成のための効果的な戦略が緊急に必要とされている。

環状ペプチド2,24,25,26の多様な戦略に触発されたこのプロトコルは、ペプチドを安定化するための簡単で効率的な方法を開発しようとしています。さらに、安定ペプチドの側鎖基は、ペプチドリガンドに空間的に近い場合、標的タンパク質と共有結合的に反応する可能性があることに気づきました。化学修飾されたMetの欠如は、選択的に修飾されたペプチドメチオニン²⁷を製造するための新しい方法を開発することにより、2013年にデミンググループによって埋められました。このような背景に基づき、Shiらは、スルホニウム塩中心を形成する側鎖の閉環の開発に着目した。ペプチドリガンドが標的タンパク質と結合すると、スルホニウム塩基は空間的に近いCysタンパク質と共有結合的に反応します。近年、Shiらは、環状ペプチド²⁸を安定化するための新しい方法を設計した。環状ペプチド上のスルホニウム塩を、可逆的に還元されたスルフヒドリル基を有する還元剤によってMetに還元した。しかしながら、反応は効率が低く、それはその後の生物学的応用研究に有害であった。現在の研究では、環状ペプチドの側鎖に単一のスルホニウム塩が残っているMet-Cysおよび臭化プロパルギル-Cys閉環反応が設計されました。スルホニウム塩は、空間的近接下でタンパク質Cysと共有結合的に反応する新しい弾頭として機能しました。簡単に説明すると、CysおよびMet変異ペプチドを分子内アルキル化によって環化し、その結果、オンテザースルホニウム中心が生成された。このプロセスでは、側鎖架橋の形成が環状ペプチドにとって重要でした。全体として、このプロトコルは、単純な反応条件および操作を使用して達成される詳細なスルホニウムベースのペプチド環化を記載する。目的は、さらに幅広い生物学的応用のための潜在的な方法を開発することです。