JACS | 利用噬菌体展示技术筛选具有不对称分子骨架的大环肽

发表时间：2023-03-24

大环肽(MPs)被认为是发现治疗药物和开发化学探针的一类特殊化合物。相比于线性多肽，MPs环化构象灵活性更高，以高亲和力和选择性破坏蛋白质?蛋白质界面，短MPs(<15个氨基酸)可诱导低免疫应答，并且对蛋白酶降解表现出良好的稳定性。

自然界中发现大量存在的MPs是自然进化的结果，那么能否在实验室中通过某种技术获得MPs呢？研究人员基于现有的体外和体内筛选策略，利用噬菌体展示技术，通过二硫键的形成、(对称)交联剂的使用或非天然氨基酸的加入，在噬菌体表面获得MPs。

为了使线性前体与不对称分子支架的直接环化，文章还提出一种通过对独特的半胱氨酸残基和N-端胺进行程序化修饰来获得MPs的有效的两步策略。证明了这种方法从合成肽和噬菌体上，都能产生具有不对称环化单元的MPs。环化策略与传统的噬菌体展示是兼容的，并能够针对模型靶蛋白筛选MP结合物。

针对这种二步环化策略，文章建立了多个模型肽，通过色谱、质谱、NMR等手段验证了这一策略的可行性，并观察环化策略在噬菌体上的相容性。发现在整个噬菌体上添加亲电交联剂或NaBH3CN来修饰多肽对噬菌体的感染性没有显著影响。

最后，文章中利用这一环化策略对链霉亲和素进行了噬菌体筛选。发现三条多肽，SAV1?3，它们在样本中高度富集。对这三条多肽进行亲和力表征，结果证明了两步环化策略可以直接集成到标准噬菌体展示方案中，以便于针对蛋白质靶标选择天然产物类MP结合体。

这种选择性的两步环化方法与整个噬菌体的兼容性使得能够进行针对链霉亲和素的噬菌体筛选。将为配体多样化在药物发现和化学探针的开发中提供更多机会。