JACS | 利用噬菌體展示技術(shù)篩選具有不對稱分子骨架的大環(huán)肽

發(fā)表時間：2023-03-24

大環(huán)肽(MPs)被認為是發(fā)現(xiàn)治療藥物和開發(fā)化學(xué)探針的一類特殊化合物。相比于線性多肽，MPs環(huán)化構(gòu)象靈活性更高，以高親和力和選擇性破壞蛋白質(zhì)?蛋白質(zhì)界面，短MPs(<15個氨基酸)可誘導(dǎo)低免疫應(yīng)答，并且對蛋白酶降解表現(xiàn)出良好的穩(wěn)定性。

自然界中發(fā)現(xiàn)大量存在的MPs是自然進化的結(jié)果，那么能否在實驗室中通過某種技術(shù)獲得MPs呢？研究人員基于現(xiàn)有的體外和體內(nèi)篩選策略，利用噬菌體展示技術(shù)，通過二硫鍵的形成、(對稱)交聯(lián)劑的使用或非天然氨基酸的加入，在噬菌體表面獲得MPs。

為了使線性前體與不對稱分子支架的直接環(huán)化，文章還提出一種通過對獨特的半胱氨酸殘基和N-端胺進行程序化修飾來獲得MPs的有效的兩步策略。證明了這種方法從合成肽和噬菌體上，都能產(chǎn)生具有不對稱環(huán)化單元的MPs。環(huán)化策略與傳統(tǒng)的噬菌體展示是兼容的，并能夠針對模型靶蛋白篩選MP結(jié)合物。

針對這種二步環(huán)化策略，文章建立了多個模型肽，通過色譜、質(zhì)譜、NMR等手段驗證了這一策略的可行性，并觀察環(huán)化策略在噬菌體上的相容性。發(fā)現(xiàn)在整個噬菌體上添加親電交聯(lián)劑或NaBH3CN來修飾多肽對噬菌體的感染性沒有顯著影響。

最后，文章中利用這一環(huán)化策略對鏈霉親和素進行了噬菌體篩選。發(fā)現(xiàn)三條多肽，SAV1?3，它們在樣本中高度富集。對這三條多肽進行親和力表征，結(jié)果證明了兩步環(huán)化策略可以直接集成到標(biāo)準(zhǔn)噬菌體展示方案中，以便于針對蛋白質(zhì)靶標(biāo)選擇天然產(chǎn)物類MP結(jié)合體。

這種選擇性的兩步環(huán)化方法與整個噬菌體的兼容性使得能夠進行針對鏈霉親和素的噬菌體篩選。將為配體多樣化在藥物發(fā)現(xiàn)和化學(xué)探針的開發(fā)中提供更多機會。

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