J. Am. Chem. Soc. | 可逆环化修饰用于多肽药物的选择性递送

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分享一篇发表在J. Am. Chem. Soc.上的文章,题为:Customized Reversible Stapling for Selective Delivery of Bioactive Peptides。本文的通讯作者是来自江西中医药大学的万阳。

    多肽是一类重要的生物大分子药物,具有效能高、作用范围广等优势。然而,多肽药物在体内的稳定性差,且难以实现靶向递送,因此应用受到了一定的限制。聚合物偶联和钉接(或称大环化)是增强多肽药物药理特性的两种常用方法。然而,用于偶联的聚合物可能会掩盖多肽与靶标之间的作用位点,或破坏多肽构象,导致多肽药物活性显著下降。为了避免这种情况,研究人员开发了基于可逆化学的偶联策略,来实现多肽药物的响应性释放。
    除此以外,订书肽是一类非常有前景的新技术,避免了使用具有潜在超敏性的聚乙二醇。但是,订书肽也存在一定的局限性,即相较于偶联物的“一次触发、一次释放”,传统的订书肽需要断开“钉子”两端的两个共价键才能实现释放,严重限制了后续去环化的效率。并且,可逆订书肽的连接主要利用了多肽上的半胱氨酸或蛋氨酸残基,需要与细胞内丰富的硫醇反应才能被打开并恢复活性,因此这种策略不适合作用于细胞外的抗菌肽(图1A)。目前,仍然缺乏简单、通用的修饰平台,用于多肽药物的靶向递送。
    本文作者设计了一种创新的可逆订书肽策略,利用多肽上的氨基反应形成环化多肽,触发连接子上的响应基团后即可自发引起两次14-消除反应,释放活性链肽(图1B)。
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1. 可逆订书肽示意图。


    接下来,作者尝试将这种策略应用于功能肽的选择性递送。对于作用在细胞内的多肽,作者选用了巯基响应性的连接子,以赖氨酸特异性去甲基酶1LSD1)的抑制肽(多肽6)为递送对象,通过环化增强其稳定性和跨膜能力。一旦进入细胞,具有生物活性的线性肽在还原环境下即可被释放(图2)。
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2. 多肽6及其环化衍生物的作用效果。

    而对于作用在细胞外的抗菌肽Temporin LTL10),作者通过制备可逆订书肽的策略得到螺旋扭曲的抗菌肽(RStAMPs),不仅毒性低,且对能很好地抵抗蛋白酶的水解。而感染部位的H2O2较高,可以激活连接子发生两次14-消除,通过去环化的过程恢复天然肽的螺旋结构和抗菌活性(图3)。
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3. 抗菌肽(10)及其环化衍生物的作用效果。

    综上所述,作者设计了一种简单通用的可逆订书肽合成策略,能够在特定的响应条件下(巯基或H2O2),通过两次14-消除实现多肽药物的靶向递送与无痕释放。该文章提供了一种非常实用的多肽大环化策略,为多肽药物递送领域提供了更加丰富的可能性。

作者:HYH  审校:LXY
DOI: 10.1021/jacs.2c10949
Link: https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.2c10949


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