Построение циклических пептидов с использованием сульфония на тросе

Белково-белковые взаимодействия (ИПП)¹ играют ключевую роль в исследованиях и разработках лекарственных средств. Построение стабилизированных пептидов с фиксированной конформацией химическим путем является одним из важнейших методов разработки миметических мотивов ИПП². На сегодняшний день несколько циклических пептидов, нацеленных на ИПП, были разработаны для клинического применения³. Большинство пептидов ограничены конформацией α спирали, чтобы уменьшить конформационную энтропию и улучшить метаболическую стабильность, сродство связывания целей и проницаемость клеток ^4,5. За последние 2 десятилетия боковые цепи Cys ^6,7, лизина ^8,9, триптофана¹⁰, аргинина¹¹ и Met ^12,13 были вставлены в неестественные аминокислоты, чтобы зафиксировать пептид в циклической конформации. Такие циклические пептиды могут нацеливаться на уникальное химическое пространство или специальные участки, тем самым запуская ковалентную реакцию с образованием белка-пептидного ковалентного связывания 14,15,16,17. В недавнем докладе Yu et al. хлорацетамид был закреплен на домене пептидных лигандов, обеспечивая реакцию ковалентной конъюгации с отличной специфичностью белка¹⁸. Кроме того, электрофильные боеголовки, такие как акриламид и арилсульфонилфторид (ArSO₂F), были дополнительно включены в пептиды Валенским и ^др.19 для формирования стабилизированных пептидных ковалентных ингибиторов и улучшения противоопухолевого действия пептидных ингибиторов. Поэтому очень важно ввести дополнительную функциональную группу, чтобы ковалентно модифицировать белково-пептидные лиганды²⁰. Эти группы не только вступают в реакцию с белками на боковой цепи, но и стабилизируют вторичную структуру пептида²¹. Однако применение ковалентно модифицированных белков, индуцированных пептидными лигандами, ограничено из-за сложного синтетического пути и неспецифического связывания химических групп^22,23. Поэтому срочно необходимы эффективные стратегии синтеза циклических пептидов.

Вдохновленный разнообразными стратегиями циклических пептидов ^2,24,25,26, этот протокол пытается разработать простой и эффективный метод стабилизации пептидов. Кроме того, мы отметили, что группа боковых цепей стабильного пептида может ковалентно реагировать с белком-мишенью, когда он находится пространственно близко к пептидным лигандам. Отсутствие химически модифицированного Met было восполнено группой Деминга в 2013 году путем разработки нового метода получения селективно модифицированного пептида метионина²⁷. Основываясь на этом фоне, Shi et al. сосредоточились на разработке кольцевого замыкания боковых цепей с образованием центра соли сульфония. Когда пептидный лиганд соединяется с целевым белком, группа солей сульфония реагирует ковалентно с пространственно близким белком Cys. В последние годы Shi et al. разработали новый метод стабилизации циклического пептида²⁸. Соль сульфония на циклическом пептиде восстанавливали восстановителем с сульфгидрильной группой, которая обратимо восстанавливалась до Met. Однако реакция имела низкую эффективность, что было вредно для последующих исследований биологического применения. В текущем исследовании была разработана реакция закрытия кольца Met-Cys и пропаргилбромид-Cys, при этом одна соль сульфония осталась на боковой цепи циклического пептида. Соль сульфония действовала как новая боеголовка, которая ковалентно реагировала с белком Cys при пространственной близости. Вкратце, мутировавший пептид Cys and Met был циклизирован внутримолекулярным алкилированием, что привело к образованию центра сульфония на тросе. В этом процессе формирование бокового цепного моста имело решающее значение для циклических пептидов. В целом, этот протокол описывает подробную циклизацию пептидов на основе сульфония, которая достигается с использованием простых условий реакции и операций. Цель состоит в том, чтобы разработать потенциальный метод для дальнейшего широкого биологического применения.