一种将功能分子添加到肽中的简单而可靠的方法

肽是短链氨基酸，在治疗上越来越多地用作生物材料以及化学和生物探针。然而，分离、操作和标记肽和较大蛋白质的能力受到限制，因为将功能分子(例如荧光化合物)可靠地附着到肽上的位置不会影响短肽的三维结构和功能。氨基酸链。

研究人员最感兴趣的是在氨基酸链的N末端或具有游离胺基(NH2)的肽末端添加功能分子，以尽量减少功能分子对氨基酸结构和功能的干扰。结合的肽。

早期将功能分子附着到肽N末端的方法存在以下几个原因：(1)在人类生理条件下，功能基团会从肽中释放出来;(2)在一定的时间里，只有一个功能基团可以附着到肽上。时间，(3)功能分子与肽的附着不均匀，或者(4)反应效率不高。

为了解决这个问题，东北大学和中央大学的研究人员开发了一种独特的化学反应，将两个不同的功能分子连接到N端有甘氨酸氨基酸的肽的N端。研究人员在2024年1月28日出版的《AngewandteChemie国际版》杂志上发表了他们的研究成果。

“[修饰肽结构]的挑战在于实现位点选择性修饰，特别是在存在高反应性赖氨酸残基的情况下。我们的方法值得注意的是，它能够专门功能化肽的N末端，而不管赖氨酸残基如何，从而产生以高产率形成结构均匀的缀合物。

“此外，三组分方案有助于将两个功能分子同时安装到肽中，”该论文的资深作者、日本东北大学药学研究生院助理教授KazuyaKanemoto说。

该团队通过在肽、醛(任何具有与氧原子共享双键、单键的碳原子的有机化合物)的三组分反应中使用铜催化剂，成功地将两种不同的功能分子连接到甘氨酸氨基酸上。具有氢原子和与另一个原子的单键)和马来酰亚胺，这些分子是有机合成反应中的重要组成部分。

值得注意的是，该反应是在温和条件下在单锅中进行的，从而在肽的N末端和功能分子之间形成稳定的碳-碳键，从而实现非常有效的反应。

尤其是赖氨酸，使得在肽的N末端添加功能分子变得复杂。赖氨酸氨基酸的官能团是胺基，可能与肽链N末端的胺基竞争。重要的是，研究小组开发的化学反应仅标记肽的N末端氨基，即使肽中存在含有替代胺基的赖氨酸氨基酸。

研究小组发现，功能基团与肽的N端连接可以针对各种二肽、三肽和寡肽进行优化，证明该反应在标记不同肽和可能更大的蛋白质以用于纯化、检测和其他目的方面具有潜在用途。。

研究人员已经在测试通过新反应修饰的肽的功能，以确定最终产品是否适合各种研究和治疗目的。

“我们的后续步骤包括评估通过该反应制备的肽的生物活性。此外，我们的目标是将这种位点选择性双重修饰方案的应用扩展到更大的肽，例如蛋白质和抗体，这为药物输送的进步带来了希望。”金本说道。