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多肽/蛋白质的糖基化是一种非常重要的翻译后修饰,对多肽类药物的药效以及蛋白质的构像和功能起到了非常关键的调控作用。其中,N型糖基化(N-glycans)作为一种广泛存在且高度保守的翻译后修饰形式,普遍分布于各种细胞表面,在优化多肽类药物与蛋白质的活性及功能方面扮演着十分重要的角色。
目前,制备N型糖肽的方法主要依赖于形成酰胺键的缩合反应,而缩合反应往往会受到氨基酸侧链羧基和胺基等活性官能团的干扰。因此,开发一种简易、高效且无需对氨基酸侧链活性官能团进行保护的 N型糖肽合成策略具有重要的意义。
近日,上海交通大学王平教授团队,巧妙地运用N-糖基草氨酸与含脱氢丙氨酸(Dha)残基的多肽,借助光催化Giese加成反应,发展了一种可见光驱动下实现位点选择性合成N型糖肽的新方法。与传统依赖于天冬氨酸与糖基胺偶联的策略不同,该方法能利用光催化精准控制反应位点,在无需保护的复杂多肽骨架上就能直接进行糖基化修饰,显著提升了多肽糖基化的灵活性和效率。
经过一系列条件优化实验,作者确定在35 ℃条件下,使用465 nm波长的蓝色LED光源和光催化剂[Ir{dF(CF3)ppy}2(dtbbpy)]PF6作为引发体系,N-糖基草氨酸作为自由基前体,与含Dha残基的模板肽发生自由基共轭加成反应。反应持续12小时后,通过水合肼处理脱去乙酰基保护基,最终高效获得了目标N型糖肽产物。
此外,作者在标准反应条件下,成功制备得到了一系列基于天然多肽序列的糖基化衍生物,显示了该方法具有广泛的底物适用性。
最后,借助酶反应测试、抗菌及抗肿瘤活性评估以及稳定性分析等手段,对糖基化修饰的药物肽进行了生物活性研究。研究表明,糖基化修饰能够显著提升药物肽的稳定性和生物活性。其中,对抗生素Thiostrepton成功地进行了选择性修饰,进一步证实了该方法在复杂天然多肽后期功能化修饰中的潜在应用价值和实际可行性,同时,将为复杂天然多肽糖基化类似物的合成提供一种强有力的工具。
论文信息
Site-selective construction of N-linked glycopeptides through photoredox catalysis
Bingcheng Wei, Ping Huang, Xinyao Wang, Zhi Liu, Feng Tang, Wei Huang, Bing Liu, Farong Ye, Ping Wang
Angewandte Chemie International Edition
DOI: 10.1002/anie.202415565
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