分享一篇发表在Journal of the American Chemical Society上的文章，题目为“Rapid C–S+ Bond Cleavage via 1,6-Benzyl Elimination for Traceless Modification of Bioactive Peptides”，本文共两位通讯作者，分别为江西中医药大学的万阳教授、海军军医大学李翔教授。万阳课题组聚焦于开发一般性的多肽与蛋白质修饰新方法，以实现对多肽与蛋白质的结构优化、药物递送及功能调控等目的；李翔课题组致力于多肽药物化学方向的研究。

肽和蛋白质在治疗应用和生物工具中具有重要地位，选择性修饰生物分子对于构建明确定义的结构至关重要。目前，可逆修饰的研究相对较少，尽管其在设计刺激响应系统方面具有巨大潜力。蛋氨酸（Met）作为一种广泛但低丰度的氨基酸，由于其硫醚基团的亲核性较弱，相关研究较少。然而，其低丰度和独特活性使其成为晚期可逆修饰的理想靶点。

在此背景下，本文开发了一种基于 Met 的可逆化学修饰策略。通过选择性烷基化含Met的肽，在弱酸性条件下形成稳定的C−S键，该键可通过1,6-苯甲基消除快速断裂，实现无痕修饰。

为验证这一假设，研究团队合成了化合物1，其与Met底物反应生成硫鎓衍生物Met-1，用三 (羟丙基) 磷 (THPP) 处理可在5分钟内定量释放Met残基，证明了C−S键断裂的有效性。

基于此策略，研究团队探索了其在生物领域的多种应用。在抗菌肽Macropin的PEG化前药构建中，与化合物6反应形成硫鎓Mac-6，再与mPEG2000结合得到PEG化肽Mac-6-mPEG2000，其在THPP作用下可快速去PEG化，恢复Macropin。相比高溶血性的Macropin，PEG化前药显著降低了溶血性，提高了酶稳定性，且在THPP激活下恢复了抗菌活性。

在肽-肽抑制剂共轭物（PPICs）构建中，将肽抑制剂BAD与细胞穿透肽TAT通过酯酶敏感键连接，形成PPICs。结果显示，BAD-7-TAT在猪肝酯酶作用下可快速释放母体肽BAD，展现出比非可裂解共轭物BAD-8-TAT更高的细胞毒性，表明该修饰策略能提高PPICs的膜渗透性和治疗效果。

此外，该策略还实现了双硫鎓可逆固定肽的设计，通过双重1,4-苯甲基消除实现快速去烷基化，为设计治疗性肽提供了新思路。在神经肽的生物正交控制中，以物质 P（SP）为例，通过与化合物6反应引入硫鎓基团，再与正电肽结合，形成可响应Staudinger反应的共轭物 SP-6-RG12，其EC50值较SP大幅降低，经THPP激活后活性可大幅恢复。

总之，这项工作首次提出了一种基于Met的无痕修饰策略，通过选择性烷基化形成C−S键并经由1,6-苯甲基消除快速断裂，成功应用于抗菌肽前药、PPICs、可逆固定肽和神经肽调控等多个领域，为化学生物学和药物递送领域提供了新方法。

本文作者：TZS

责任编辑：WYQ

DOI：10.1021/jacs.5c04329

原文链接：https://doi.org/10.1021/jacs.5c04329