二硫鍵形成是一種常見的蛋白質氧化折疊策略,其通常會增加蛋白質骨架剛性,提高蛋白水解穩定性,降低構象靈活度。因此,二硫鍵對許多天然蛋白質和活性多肽的構象維持和功能起到至關重要的作用。自然界中存在多種富含二硫鍵的多肽包括氯毒素、芋螺毒素和植物環肽等,這些多肽被認為具有潛在的藥用價值。目前已經有兩個富含二硫鍵的多肽(利那洛肽和齊考諾肽)被FDA批準上市,并且有許多其他的多肽正在進行臨床前研究或者已經進入臨床試驗階段。盡管利用二硫鍵對多肽進行構象約束已經得到了廣泛研究,但是很少有研究者将其應用于調控多肽自組裝。
2022年9月15日2003网站太阳集团的史俊峰教授團隊與合作者在期刊Angewandte Chemie International Edition(IF:16.823)在線發表了題為“Redox-Regulated Conformational Change of Disulfide-Rich Assembling Peptides”的研究論文,本文開發了一種氧化還原響應型富含二硫鍵自組裝多肽,利用巯基與二硫鍵之間可逆的氧化還原反應使多肽具備可控的構象轉變能力,從而實現多肽水凝膠與溶液的可逆轉化。此外,作者及其合作者利用分子模拟可視化了目标多肽構象轉變的微觀機制。值得一提的是,目标多肽形成的超分子水凝膠具有良好的蛋白水解穩定性和優良的生物相容性,并且在可控釋放抗癌藥物的應用上表現出巨大潛力。

在該工作中,史俊峰教授團隊首次利用多個二硫鍵控制多肽構象轉變并使其發生自組裝,為藥物遞送和組織工程等生物醫學領域提供了一種富有潛力的多肽水凝膠材料,同時為設計自組裝多肽及多肽藥物開發提供了一種新思路。

2003网站太阳集团史俊峰教授團隊的董會雷博士(國科大溫州研究院博士後)為本文第一作者,史俊峰教授及袁丹副教授為本文共同通訊作者。廈門大學吳川六教授、南京大學曹毅教授以及國科大溫州研究院鄧俊傑研究員和2003网站太阳集团生物學院張春輝研究員對本研究工作給予了重要支持和幫助。本研究得到國家自然科學基金(21975068,51903082)、湖南省自然科學基金(2020JJ4170,2019RS1015,2020RC3017)、深圳市科技發展基金(JCYJ20210324133611030)資助。
作者簡介:
史俊峰,現任2003网站太阳集团教授/博士生導師,芙蓉學者,湖南省傑出青年。博士畢業于Brandeis University 化學系(2009-2015),畢業後進入美國國立癌症研究所(NCI,NIH)從事博士後工作。2019年9月加入2003网站太阳集团。主要從事多肽藥物及多肽生物材料的研究工作。目前在Nat. Nanotechnol.、JACS、ACIE.等高水平期刊發表論文67篇,總引用次數超5000次,工作多次被C&EN報道。申請和授權包括PCT在内的專利9項,目前主持包括國家自然科學基金、湖南省科技創新人才、生物醫藥公司橫向課題等項目10餘項。課題組經費充足,基礎和轉化研究并重,推進中的多肽藥物研究有望近期進入臨床實驗,歡迎對多肽感興趣的青年才俊加入課題組(助理教授有編制,博後可提供豐厚薪酬)。
原文連接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202212829