布法罗大学的研究人员开发出两种“吻合”肽螺旋的新方法,旨在防止这些医学中重要的分子因酶降解而失去其固有结构。这一发现有望加速基于肽类的药物研发,特别是针对癌症等疾病的治疗。
肽类分子在生物体内扮演关键角色,但其天然构象易受酶解影响,限制了其作为药物的应用。通过“吻合”技术稳定肽的螺旋结构,可增强其细胞穿透性和抗酶解能力,从而提升药效。布法罗大学化学系助理教授Qing Lin表示,该技术比现有方法更简单,现有技术常需使用昂贵的钌催化剂来连接化学侧链。
吻合肽的治疗机制在于:通过紧密结合细胞内的靶蛋白,破坏特定蛋白质间的相互作用,从而调节应激反应、信号转导和细胞凋亡等生物过程。Lin指出,肽链在天然状态下可呈现螺旋、片层和无规卷曲等多种构象,而吻合侧链可使其保持螺旋形状,这不仅有助于进入细胞,还能抵抗酶降解。
第一种方法称为“Photoclick吻合”,涉及在肽链一侧引入烯烃类基团,另一侧引入四唑类基团。在紫外光照射下,这两个侧链形成共价键,从而稳定螺旋结构。相关研究于1月在线发表于《生物有机与药物化学快报》,并将于今年晚些时候印刷出版。研究团队早在2009年就曾在《化学通讯》上首次报道该主题。
第二种方法中,Lin及其同事设计了包含一对半胱氨酸的合成肽链,半胱氨酸侧链含有二硫键。当将这些肽暴露于与硫原子选择性反应的化学物质时,化学物质会连接两个半胱氨酸侧链,形成吻合结构。这种方法无需紫外光,操作更为简便。
专家认为,吻合肽技术可应用于多种疾病治疗,包括癌症、炎症、代谢疾病和传染病。Lin强调:“吻合是一种技术,我们相信这将为药物治疗开创一个新领域,并发现其他疗法无法触及的新靶点。我们的化学方法独一无二。”研究团队特别关注抗癌药物开发,通过诱导癌细胞程序性死亡(凋亡)来增强化疗效果。