大环多肽的人工合成法-Phil S. Baran

文摘   科学   2023-05-31 20:00   四川  

非核糖体多肽(non-ribosomal peptide, NRP),是微生物的二次代谢产物中,不经由核糖体合成的多肽。非核糖体多肽含有未通过密码子编码的氨基酸,因此通常含有环状・分枝状结构,或者被糖链,脂肪链修饰过得多样性的构造。从而也导致其生物活性・药理活性也非常多样。例如Ciclosporin(免疫抑制剂),Vancomycin(抗生素)就是属于非核糖体多肽。非核糖体多肽(non-ribosomal peptide)是一类具有多样性结构与生物活性的多肽化合物。而其中有一部分是经由还原酶还原为醛基,再环化形成的(下图所示)。本期小编将要介绍的方法就是受此启发,Phil S. Baran研究小组详细研究了通过亚胺合成大环多肽的方法。

为了验证该想法的可行性,首先按照了下图路线合成了末端具有醛基结构的线性多肽底物。作者用Rink amide树脂进行Fmoc固相合成法合成了所需底物。

该环化反应在水中或者缓冲液中都可以进行。作者通过筛选发现,反应最佳浓度为1 mM。提高底物的浓度的话,会伴有分子间反应的发生,并且环化反应条件下醛部位会被优先还原。并且该反应是一个平衡反应,即使是1 mM的溶液状态,长时间放置的话,多肽环也会解离,伴有产率降低等等问题的发生。

对于Tyr, His, Ser, Asp, Arg, Gln(Cys-Cys)等含有5~10 个残基的多肽、都可以进行strecker型或者还原胺化环化反应,并且氨基酸残基无需任何保护基对于含有Lys的底物,只需要调整好pH,反应也能基本发生在N末端的胺基上,但是也有一小部分与Lys侧链反应,生成的副产物的分离比较困难。因此在含有Lys的底物的话,最好是Lys侧链的末端胺基保护后再进行反应为佳。

分子内的亲核官能团也能捕获得到的亚胺,继而得到双环多肽。

运用该策略,可以合成一些天然产物和结构类似物,反应都非常不错。

还原胺化得到的仲胺活性较高,可以方便的进行后期修饰,如仲胺的酰基化、缩合和炔丙基化。

相关实验操作如下:

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