Angew. Chem. :多肽主链骨架安装的分裂内含肽辅助连接反应实现蛋白片段的有效连接

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由D-氨基酸组成的镜像多肽相较于天然多肽具有优异的蛋白酶解稳定性、更低的免疫原性以及更高的口服生物利用度等特点,被认为是有吸引力的疾病诊断与治疗试剂。利用化学合成的镜像靶标蛋白作为诱饵进行多肽配体筛选是开发镜像多肽药物的一种重要手段,其中膜相关蛋白是目前最常见的靶标类型之一。


然而,组成膜相关蛋白的片段经常遭遇溶解度差,即使在强变性条件中也容易发生聚集和沉淀等问题,导致在毫摩尔(mM)浓度下进行的化学连接反应往往不适用于膜相关蛋白,阻碍此类蛋白的化学合成。


针对这一瓶颈问题,清华大学刘磊教授和中国科学技术大学郑基深教授合作发展了一种多肽主链骨架安装的分裂内含肽辅助连接 (Backbone-Installed Split Intein-Assisted Ligation, BISIAL)反应,实现了微摩尔(μM)浓度下蛋白片段的有效连接。



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该方法将天然Cfa分裂内含肽片段L-CfaN和L-CfaC(即天然L-型的N-端和C-端内含肽片段) 分别安装到用于连接的两条D-型蛋白片段的主链骨架上。连接反应在强变性条件(8.0 M 尿素)下以微摩尔浓度顺利进行,随后骨架修饰基团能够被无痕移除,获得目标D-型蛋白。BISIAL方法对于不同的连接位点,包括大位阻氨基酸位点DVal和DPro,均表现出良好的效率。

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利用BISIAL方法,成功地实现了T细胞免疫球蛋白胞外结构域和ITIM结构域(TIGIT)和原肌球蛋白受体激酶C(TrkC)的D型对映体的高效制备,证明了该方法的有效性和实用性。

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BISIAL方法不需要使用化学敏感的试剂,耐受合成过程中用于避免多肽聚集的强变性条件,且与多种化学反应过程(例如脱硫、硫酯化、保护基脱除)兼容,为蛋白质化学合成提供了新策略,并提供了一种获取具有挑战性的D-型蛋白靶点的有效途径。

文信息

Backbone-Installed Split Intein-Assisted Ligation for the Chemical Synthesis of Mirror-Image Proteins

Baochang Zhang, Yupeng Zheng, Guochao Chu, Xiangyu Deng, Tongyue Wang, Weiwei Shi, Yongkang Zhou, Prof. Shan Tang, Prof. Ji-Shen Zheng, Prof. Lei Liu


Angewandte Chemie International Edition

DOI: 10.1002/anie.202306270




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