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赵军锋-胡隆课题组:炔酰胺缩合剂介导的多肽合成最新进展

多肽具有高生物活性、低毒性和高特异性等特点,在药物研发、疾病诊断、材料科学和化妆品等大健康领域有着广泛的应用,多肽合成因此成为了一个备受关注的研究领域。肽键(α-氨基酸之间的酰胺键)形成反应是多肽合成的核心化学,在过去的100多年里,化学家发展了很多酰胺键形成方法。但这些方法的手性原料难以获得,不利于其用来构建肽键。相反,天然α-手性氨基酸便宜易得,因此目前应用最广泛、最可靠的多肽合成方法仍然是缩合剂作用下的α-手性氨基酸之间脱水缩合反应。然而传统缩合剂用于肽键的构建时,由于其对α-手性氨基酸的过度活化而经常诱发α-位手性中心的外消旋化以及其它副反应。此外,当前多肽合成所用的试剂和技术主要是上世纪50-80年代开发的,当时绿色化学的概念尚未形成,因此这些方法的原子经济性差,产生大量的化学废物,不仅导致多肽的生产成本高昂,而且不利于资源和环境的可持续发展。而这些棘手问题仅仅依靠技术层面上的优化是难以解决的,只能通过肽键形成原理上的创新才能有望获得解决。“工欲善其事,必先利其器”,赵军锋-胡隆课题组聚焦上述多肽合成中的难题,发展了作用机制与传统缩合剂完全不同的原创型炔酰胺类缩合剂,实现了肽键的高效无外消旋化构建,为解决多肽合成中的外消旋化问题提供了一种强有力的工具(J. Am. Chem. Soc. 2016, 138, 13135-13138)。随后历经6年的持续探索与攻关,他们对炔酰胺介导的肽键构建进行了系统深入的研究,包括反应动力学、结构-反应活性关系、密度泛函理论计算等,阐明了炔酰胺缩合剂的作用机制。在此研究基础上,将炔酰胺介导的无外消旋化的肽键形成从简单的二肽合成拓展至多肽片段连接、直链肽首尾环化及固相多肽合成,成功实现了炔酰胺缩合剂在多肽合成领域应用的全覆盖。南京工业大学赵莉莉教授课题组提供了密度泛函理论计算支持,武汉大学雷爱文教授和易红博士在机理研究中提供了无私的帮助。相关研究成果近期以广州医科大学药学院为第一通讯作者单位发表于Angew. Chem. Int. Ed. (https://doi.org/10.1002/anie.202212247; IF=16.82),获得了国家自然科学基金、广州医科大学高水平大学建设人才引进计划的资助。