分享一篇发表在JACS上的文章，本文通讯作者是来自美国国立卫生研究院癌症研究所的Joel P. Schneider博士。他们团队的主要研究兴趣是由自组装机制形成的肽和蛋白质基水凝胶材料。在这篇文章中，他们开发了一种新的方法，通过酰胺N-甲基化抑制蛋白质在细胞表面折叠，将细胞毒性裂解肽转化为细胞相容性的穿透肽，以作为药物等分子的细胞内传递载体。

      膜裂解肽（Membrane-lytic Peptides, MLPs）与细胞膜结合的能力可使其被用于药物传递，以携带不渗透性物质进入细胞，但它们固有的毒性限制了它们的临床转化。对于大多数线性MLP，获得细胞膜裂解活性的先决条件是它们在细胞表面的折叠。折叠成两亲性生物活性构象可占肽-细胞表面相互作用总能量50%，这表明肽的裂解活性与肽的折叠势密切相关，而用N-甲基酰胺修饰肽骨架可以降低裂解潜能，抑制折叠，但对MLP进入细胞的影响很小。因此作者选用了肽主链N-甲基化作为一种新的修饰策略。

       作者合成了一个来自MLPs的N-甲基化肽库，并进行了结构活性研究，表明这种方法在不同的二级结构中具有广泛的用途，适用于β-发夹和α-螺旋裂解肽，及其他在细胞表面折叠的线性序列。文章中选用了作者制备的三个MLP（SVS1, CLIP△,和M-lycotoxin）的单甲基化和二甲基化衍生物，原肽段都通过细胞表面诱导折叠获得裂解活性。衍生肽段合成后，用圆二色性光谱确定肽的折叠电位，结果表明N-甲基加入抑制分子内/分子间氢键形成，阻止发夹或螺旋形结构域形成，抑制肽段折叠，且衍生物细胞毒性显著下降。

      为研究去折叠对MLP的细胞裂解活性和细胞摄取能力的影响，荧光标记后流式细胞术测量细胞摄取总量，并对细胞毒性进行协同处理。结果显示N -甲基化类似物能够进入细胞(绿色数据)的程度与其对应的原MLP (SVS1、CLIPΔ和Mlycotoxin)相似，同时显示细胞毒性行为显著降低(灰色数据)。

     最后，为了验证该策略改造的肽段作为细胞穿透肽（Cell Penetrating Peptides, CPP）的潜力，作者选用了CLIP△的衍生体NMΔ1，使其递送细胞不渗透的肽配体。配体4j*具有强大的与激酶Plk1结合抑制的能力，Plk1是癌症治疗中的一个潜在靶点。Plk1主要执行其功能在细胞分裂后期，因此目标会将细胞周期停滞在G2 / M期。用细胞不渗透的4j*配体或未结合的NMΔ1处理与未处理的对照组细胞相比，细胞周期没有明显改变，而用NMΔ1 4j*处理导致G2/M期增加10倍，G1期和S期随后都减少。且NMΔ1 4j*处理并没有诱导细胞色素C快速释放，这表明所传递的配体在破坏细胞周期之前没有引起凋亡。这表明NMΔ1可将不渗透性4j*传递到具有Plk1活性的细胞中。

      总得来说，作者开发了一种新的策略改造膜裂解肽，使其成为有效的细胞内递送载体。

本文作者：FTY

文章链接：https://dx.doi.org/10.1021/jacs.0c07921

原文引用：DOI:10.1021/jacs.0c07921

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