80电影天堂网,少妇高潮一区二区三区99,jαpαnesehd熟女熟妇伦,无码人妻精品一区二区蜜桃网站

  β-多肽由β-氨基酸通過肽鍵連接而成，具有與天然多肽（α-多肽）相似的結(jié)構(gòu)、優(yōu)異的生物相容性和抗蛋白酶水解的優(yōu)點。自1996年Gellman教授首次用β多肽成功模擬了天然多肽的二級結(jié)構(gòu)以來（J. Am. Chem. Soc. 1996, 118, 13071; Nature 1997, 387，381） β-多肽逐漸被廣泛用于天然多肽結(jié)構(gòu)和功能模擬，以及在蛋白折疊、藥物開發(fā)、生物材料等領(lǐng)域的應(yīng)用研究。β-多肽在體內(nèi)的穩(wěn)定性是開展相關(guān)研究的突出優(yōu)勢之一，例如被用于研究解決天然多肽類藥物體內(nèi)穩(wěn)定性差、生物利用度低的顯著缺點。β-多肽的合成，除了傳統(tǒng)耗時耗力的逐步固相合成法，β-內(nèi)酰胺（β-lactam）開環(huán)聚合是目前最常用的β-多肽快速合成方法。但是，β-lactam開環(huán)聚合的強堿性反應(yīng)環(huán)境限制了對堿不穩(wěn)定的功能基團和β-多肽的結(jié)構(gòu)多樣性和應(yīng)用，且聚合反應(yīng)對水極為敏感，需要使用干燥溶劑在手套箱中操作；無法實現(xiàn)C-端可控官能化和N-/C-兩端同時可控官能化。

  劉潤輝教授課題組致力于解決上述β-多肽合成的核心問題和挑戰(zhàn)，建立了反應(yīng)條件溫和、對水分不敏感的β-氨基酸N-硫代羧基酸酐（β-NTA）開環(huán)聚合，以伯胺作為引發(fā)劑實現(xiàn)了可在敞口容器中制備可控二級結(jié)構(gòu)β-多肽的突破性進展，擺脫了對手套箱和干燥溶劑的依賴。

  以側(cè)鏈含酯基的β-多肽poly（Bn-β³-LCHG）合成為例，比較β-lactam開環(huán)聚合和β-NTA開環(huán)聚合兩種方法，通過¹H NMR和MALDI-TOF-MS表征發(fā)現(xiàn)：β-lactam聚合只能回收到側(cè)鏈芐酯基消失的副產(chǎn)物；而β-NTA聚合得到了側(cè)鏈芐酯基完好的目標(biāo)產(chǎn)物β-多肽。進一步通過合成側(cè)鏈含有不同功能化基團的β-NTA單體，展示了對水分不敏感、可在手套箱外敞口容器中進行的β-NTA開環(huán)聚合反應(yīng)，制備了各種不同鏈長（DP=10-505）、低分散性（?=1.07-1.31）的β-多肽均聚物以及無規(guī)和嵌段共聚物（圖1）。

圖1. (a) β-lactam和β-NTA 開環(huán)聚合對比；(b) β-lactam聚合制備poly（Bn-β³-LCHG）的表征；(c) β-NTA聚合制備poly（Bn-β³-LCHG）的表征；(d) 伯胺引發(fā)不同側(cè)鏈的β-NTA聚合。

  論文還展示了在敞口容器中10克級的β³-HPhG NTA聚合反應(yīng)，并順利得到5.6 克（76.5%收率）的目標(biāo)產(chǎn)物多肽poly（β³-HPhG）。MALDI-TOF-MS表征驗證了通過伯胺引發(fā)劑引入β-多肽C-端的官能團（對叔丁基芐胺）。對比在手套箱中氮氣保護條件下的β-NTA聚合，手套箱外敞口容器中進行的β-NTA聚合能夠得到相同穩(wěn)定二級結(jié)構(gòu)的目標(biāo)多肽（圖2）。

圖2. (a) 10克級的β³-HPhG NTA敞口聚合展示；(b) 10克級的β³-HPhG NTA聚合產(chǎn)物的MALDI-TOF-MS表征；(c) 敞口聚合得到的不同鏈長的poly（Cbz-β²-LDAP）的圓二色譜表征。

  論文進一步探究了β-NTA開環(huán)聚合的機理。首先，引發(fā)劑伯胺與β-NTA環(huán)上的羰基進行親核加成，β-NTA開環(huán)后釋放COS分子生成新的末端為伯胺的中間體并繼續(xù)與β-NTA反應(yīng)實現(xiàn)鏈的增長（圖3a）。通過分析引發(fā)劑和單體1：1混合物的質(zhì)譜，發(fā)現(xiàn)生成的末端為伯胺的中間體結(jié)構(gòu)（圖3b）；同時，MALDI-TOF-MS表征證實了正己胺引發(fā)得到的聚合產(chǎn)物多肽C-端的正己胺基團，進一步支持了上述聚合機理（圖3c）。

圖3. (a) 提出伯胺引發(fā)β-NTA聚合的機理；(b) Bn-β³-LCHG NTA:正己胺（1:1）混合物的高分辨質(zhì)譜表征；(c) 10 克級的β³-HPhG NTA聚合產(chǎn)物的MALDI-TOF-MS表征；(d) 敞口條件下的Bn-β³-LCHG NTA:正己胺（10:1）的聚合產(chǎn)物的MALDI-TOF-MS表征。

  目前廣泛應(yīng)用的β-lactam開環(huán)聚合制備β-多肽方法的一個顯著缺點是無法實現(xiàn)C-端可控官能化和N-/C-兩端同時可控官能化；本研究展示了β-NTA開環(huán)聚合方法制備多肽可完美地解決這一問題。通過模擬式宿主防御肽作為研究對象，用端基伯胺的熒光染料（Dye-NH₂）引發(fā)β³-HPhG NTA和Cbz-β²-LDAP NTA混合單體的共聚，順利獲得C-端熒光基團修飾的多肽，并通過原位與N,N-二（2-吡啶甲基）甘氨酸（DPA）反應(yīng)獲得N-/C-兩端同時可控官能化的β-多肽（Dye-peptide-DPA）（圖4a）。本論文還通過多肽抗菌機理研究和增強多肽抗菌功能研究兩方面，初步展示了N-/C-兩端同時可控官能化的重要意義和潛在應(yīng)用價值（圖3b-d）。鑒于伯胺引發(fā)β-NTA開環(huán)聚合的突出可控性，作者還展示了通過逐步向反應(yīng)體系中加入聚合單體的逐步聚合反應(yīng)，并順利得到粗產(chǎn)率為71.8％的結(jié)構(gòu)精確的β-六肽。

圖4. (a) 模擬宿主防御肽的4-嗎啉基-1,8-萘酰亞胺染料（Dye）和N,N-二（2-吡啶甲基）甘氨酸（DPA）雙功能化的β-多肽（Dye-peptide-DPA）合成；(b) DPA功能化后的β-多肽對B. sub的抗菌活性影響；(c) 在PI存在下的Dye-peptide-DPA 殺死細菌過程中的confocal圖片，Scale bar, 1μm；(d) 12.5 μg/mL 的Dye-peptide-DPA 處理B. sub前后的SEM圖片；(e) 敞口條件下Methyl-PEG₄-NH₂引發(fā)β-NTA逐步聚合反應(yīng)制備混合序列β-多肽。

  本研究所建立的擺脫對手套箱和干燥溶劑依賴的反應(yīng)條件溫和、對水分不敏感的β-NTA開環(huán)聚合制備β-多肽合成方法，將會拓展β-多肽的結(jié)構(gòu)多樣性和可控二級結(jié)構(gòu)多肽的制備及功能和機理研究。簡便的合成操作也為多肽相關(guān)領(lǐng)域非有機合成背景研究人員提供了更加友好和容易掌握的合成方法，在醫(yī)藥、組織工程、生物材料、生物學(xué)和化學(xué)等諸多領(lǐng)域具有廣闊應(yīng)用前景。該研究成果以題為“Water Insensitive Synthesis of Poly-β-Peptides with Defined Architecture”發(fā)表在《德國應(yīng)用化學(xué)》（Angewandte Chemie International Edition）。

  華東理工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院博士生周敏是該成果的第一作者，華東理工大學(xué)劉潤輝教授是唯一通訊作者。該研究得到了國家自然科學(xué)基金委、科技部等基金的資助。

  論文鏈接: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.202001697