分享一篇發表在JACS上的文章，文章題目為“In Vitro Selection of Macrocyclic L-α/D-α/β/γ-Hybrid Peptides Targeting IFN-γ/IFNGR1 Protein–Protein Interaction”，文章通訊作者為東京大學的Hiroaki Suga教授，他們課題組主要從事開發新穎催化活性的核酶、遺傳密碼子重編程、非標準肽的核糖體合成以及非標準肽探針開發。
生物活性肽中的非蛋白源氨基酸（包括D-α/β/γ-氨基酸）對肽的生化活性和蛋白水解穩定性起著關鍵作用。例如，環β2,3-氨基酸（cβAA）可以將肽折疊成剛性二級結構，從而提高親和力和蛋白水解穩定性。將所有?DαAA、cβAA?和?cγAA?同時摻入肽中，有望產生穩定性和效力更高的?L-α/D-α/β/γ-?雜交肽。作者課題組此前開發了隨機非標準肽集成發現系統（Random nonstandard Peptides Integrated Discovery, RaPID）可用于篩選各種靶標的非標準肽。
在本文中，作者先構建了L-α/D-α/β/γ-雜交肽庫，在這個文庫中，作者引入了兩種cβAAs，(1R,2S)-2-氨基環戊烷羧酸?(β1)和(1S,2S)-2-氨基環戊烷羧酸?(β2)，以及兩種cγAAs，順式-3-氨基環丁烷羧酸（γ1）和反式-3-氨基環丁烷羧酸（γ2）。為了讓多肽環化，作者在啟動子和延伸子AUG密碼子分別引入了N-氯乙?；?d-酪氨酸（ClAcy）和d-半胱氨酸，二者會自發反應生產硫醚鍵，從而形成環肽，翻譯以?ClAcy?開始，然后是11-14個隨機殘基的重復，C殘基和SGGSGG連接子通過嘌呤霉素連接到?mRNA 3’?端。兩個cβAA和11個蛋白源L-α-氨基酸被分配到NNU密碼子上。每條肽都設計成至少有一個cγAA由YUU密碼子（Y = U?或?C）編碼，并置于隨機序列的中間，于是作者得到了Library A，然后針對IFNGR1進行RaPID的篩選流程，篩選發現，58%的肽在N端含有yV(P/A)β1RR序列，而cγAAs并沒有富集到，于是作者合成了兩條分別含有γ1和γ2的多肽IA1和IA2，評估了它們對IFNGR1的親和力，并研究了對親和力有較多貢獻的殘基，為了找到具有更高活性和更長血清半衰期的抑制劑，作者合成了一個聚焦文庫Library B，該文庫的肽均含有yV(P/A)β1RR保守序列，第二輪篩選之后，作者選擇了IB1-5五種雜交肽進行后續的驗證，作者先評估了這五種肽與IFNGR1的親和力，發現cβAAs的存在有助于提高多肽與蛋白的親和力，cγAAs和DαAA則有助于提高多肽在血清中的穩定性。
總而言之，本文的方法擴大了可用于探索具有高活性和穩定性的肽的化學空間，從而增強了它們在藥物發現方面的潛力。
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.4c01979
原文引用：DOI：10.1021/jacs.4c01979
