Construindo peptídeos cíclicos usando um centro de sulfônio on-tether

As interações proteína-proteína (IBPs)¹ desempenham um papel fundamental na pesquisa e desenvolvimento de medicamentos. A construção de peptídeos estabilizados com conformação fixa por meios químicos é um dos métodos mais importantes para o desenvolvimento de motivos miméticos de IBPs². Até o momento, vários peptídeos cíclicos que têm como alvo os IBPs foram desenvolvidos para uso clínico³. A maioria dos peptídeos é restrita a uma conformação α-hélice para diminuir a entropia conformacional e melhorar a estabilidade metabólica, a afinidade de ligação ao alvo e a permeabilidade celular ^4,5. Nas últimas 2 décadas, as cadeias laterais de Cys ^6,7, lisina^8,9, triptofano 10, arginina 11 e Met^12,13 foram inseridas em aminoácidos não naturais para fixar o peptídeo em uma conformação cíclica. Tais peptídeos cíclicos podem atingir um espaço químico único ou locais especiais, desencadeando assim uma reação covalente para formar ligação covalente proteína-peptídeo^14,15,16,17. Em recente relato de Yu et al., uma cloroacetamida foi ancorada no domínio dos ligantes peptídicos, garantindo uma reação de conjugação covalente com excelente especificidade proteica¹⁸. Além disso, ogivas eletrofílicas, como acrilamida e fluoreto de arila sulfonila (ArSO₂F), foram incorporadas em peptídeos por Walensky et ^al.19 para formar inibidores covalentes peptídicos estabilizados e melhorar o efeito antitumoral dos inibidores peptídicos. Portanto, é muito importante introduzir um grupo funcional adicional para modificar covalentemente os ligantes proteína-peptídeo²⁰. Esses grupos não apenas reagem com proteínas na cadeia lateral, mas também estabilizam a estrutura secundária do peptídeo²¹. No entanto, a aplicação de proteínas modificadas covalentemente induzidas por ligantes peptídicos é limitada devido à complicada rota sintética e à ligação inespecífica dos grupos químicos^22,23. Estratégias eficazes para a síntese de peptídeos cíclicos são, portanto, urgentemente necessárias.

Inspirado nas múltiplas estratégias de peptídeos cíclicos 2,24,25,26^, este protocolo tenta desenvolver um método simples e eficiente para estabilizar peptídeos. Além disso, observamos que o grupo de cadeia lateral de um peptídeo estável poderia reagir covalentemente com uma proteína-alvo quando estivesse espacialmente perto dos ligantes peptídicos. A falta de Met quimicamente modificado foi preenchida pelo grupo de Deming em 2013, desenvolvendo um novo método para a produção de metionina peptídica seletivamente modificada²⁷. Com base nesse pano de fundo, os Shi et al. se concentraram no desenvolvimento do fechamento do anel de cadeias laterais para formar um centro de sal de sulfônio. Quando o ligante peptídico se combina com a proteína alvo, o grupo sal sulfônio reage covalentemente com a proteína Cys espacialmente próxima. Nos últimos anos, os Shi et al. projetaram um novo método para estabilizar o peptídeo cíclico²⁸. O sal de sulfônio no peptídeo cíclico foi reduzido por um agente redutor com um grupo sulfidrila que foi reversivelmente reduzido a Met. No entanto, a reação teve baixa eficiência, o que foi prejudicial para estudos subsequentes de aplicação biológica. No presente estudo, uma reação de fechamento em anel de brometo de propargila-Cys foi projetada, com um único sal de sulfônio permanecendo na cadeia lateral do peptídeo cíclico. O sal de sulfônio atuou como uma nova ogiva que reagiu covalentemente com a proteína Cys sob proximidade espacial. Resumidamente, um peptídeo mutado Cys e Met foi ciclizado por alquilação intramolecular, resultando na geração de um centro de sulfônio on-tether. Nesse processo, a formação de uma ponte de cadeia lateral foi fundamental para os peptídeos cíclicos. No geral, este protocolo descreve uma ciclização peptídica detalhada à base de sulfônio que é alcançada usando condições e operações de reação simples. O objectivo é desenvolver um método potencial para novas aplicações biológicas mais amplas.