合成肽和微生物蛋白的快速折叠

使用有助于模仿自然方式的反应溶剂可以更有效、更快速地制备用于药物发现研究的某些类型的肽和微生物蛋白。

得益于模拟细胞内部发生情况的方法，化学家现在可以更可靠、更快速地生产一类重要的小蛋白质，称为富含半胱氨酸的肽，其自然折叠的3D结构更可靠、更快。这项由中国西交利物浦大学(XJTLU)和新加坡南洋理工大学(NTU)的研究人员取得的进展发表在《AngewandteChemie》杂志上。

半胱氨酸是许多不同的氨基酸分子之一，它们可以连接在一起形成蛋白质链。肽是比许多天然蛋白质短的链。每个半胱氨酸分子都含有一个硫原子，该硫原子可以与蛋白质中其他位置的另一个半胱氨酸的硫键合，将链的不同部分固定在一起。

“重建富含半胱氨酸的肽的3D形状一直是其制造过程中的一个大问题，”西交利物浦大学团队的ShiningLoo博士说。许多生物活性蛋白质和肽在半胱氨酸氨基酸之间具有多个二硫键，这对于维持其精确的3D折叠结构至关重要。用于治疗便秘的利那洛肽和用于治疗慢性疼痛的齐考诺肽等药物是市场上富含半胱氨酸的肽药物的例子。

西交利物浦大学团队的研究员AntonyKam博士补充道：“我们的程序将为药物发现和富含半胱氨酸的微生物蛋白和肽作为治疗剂的经济高效的生产带来新的机会。”

自然的影响

受到大自然如何在细胞内快速折叠蛋白质的启发，研究人员尝试了一种不同的方法来进行形成二硫键的“氧化”折叠反应。他们没有使用水基(水溶液)溶液，而是使用有机溶剂的混合物。该方法模仿介导二硫键形成的天然酶，通过创造高反应性环境来大大加速这些键的形成和重排。

通过以这种方式向大自然学习，该团队能够制造15种不同的肽和微生物蛋白，长度为14到58个氨基酸，具有2到5个二硫键，其速度比水性溶剂快100,000倍以上。

“折叠在一秒钟内有效完成，”Loo博士评论道，“我们生产的微生物蛋白范围表明，在未来的研究中，我们的方法应该对更大范围的肽和微生物蛋白有效。”

这一发现是Loo博士和Kam博士共同建立的XPad(西交利物浦大学肽与药物)研究组的最新进展。该小组致力于利用化学生物学、合成生物学和分子药理学的工具来推进肽在开发治疗药物中的应用。

“肽研究的未来前景广阔，我们致力于在这一领域取得更有价值的进步，”Kam博士总结道。

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