發表在JACS?上的Rapid Arene Triazene Chemistry for Macrocyclization，文章的通訊作者是美國佐治亞州埃默里大學的Monika Raj教授。
環肽具有特定的二級結構和相對較高的蛋白親和力，且其蛋白酶水解穩定性較高、結構大小適中，可以作為一種特殊的藥物支架材料。它融合了生物大分子的高特異性和小分子的高穩定性，這些優勢使其化學選擇性的大環化策略快速發展。
雖然已知的合成穩定環肽的方法有很多，但能響應外界刺激變化，實現大環的開閉的環化策略卻很少，包括二硫化物和氨基硼酸酯等。這種環肽有利于靶向給藥，并且可以作為局部環境的傳感器。確定環肽的生物活性的另一個關鍵特征是環肽吸收波長的轉變，但目前只有少數方法可以生成內嵌發色團，這種方法也可以避免引入影響環肽結合親和力和溶解度的顯色基團。
作者在此提供一個快速高效的策略,?利用了二級胺與重氮鹽的反應，獲得了多種結構的環肽。該方法生成的環肽可根據外界響應的快速開環和閉環，并且連接發色基團。
圖1.?芳基三氮烯反應生成環肽
作者通過在聚多肽中引入商業可獲得的對氨基苯丙氨酸，使其重氮化后與端基的仲胺在pH為7.5時發生反應形成環肽（圖1）。作者分別使用了序列不同的、側鏈未保護的多肽進行該反應，都取得了較高的產率（圖2），經過核磁共振檢測，反應生成了含有三氮烯基團的環肽。作者還證明了即使在增長反應時間的條件下，一級胺如賴氨酸殘基也不會與重氮鹽發生反應，在序列中同時含有二級胺和一級胺時，反應會選擇性地發生在二級胺上（圖2）。作者還驗證了其他側鏈活性的氨基酸如絲氨酸、谷氨酸等均不會干擾反應。
作者接下來探索了不同結構的二級胺的反應性，發現甲基丙氨酸以及側鏈甲基化的賴氨酸均可高效地發生該反應（圖2）。
圖2.?多種結構的多肽環化反應
作者之后探究了環化的速率，發現二級胺與重氮的反應在五分鐘之內幾乎進行完全，而在相同pH下酪氨酸的反應較慢（圖3a）。
圖3.?(a)環化反應速率探究?(b)光物理性質?(c)開環關環的pH響應性
由于這種方法產生了三氮烯的顯色部分，作者用紫外分光光度計探索了三氮烯環肽以及重氮鹽以及相應的線性多肽的光物理性質（圖3b）。結果表明，三氮烯環肽以及相應的重氮鹽都有特定的吸收波長。
作者使用HPLC檢測了環肽的pH響應性，結果表明在pH為1.5的條件下，環肽在五分鐘內開環生成線性結構，在改變pH時該結構還能再次關環形成環肽（圖3c）。作者之后還使用不同結構的肽段一鍋化成環以及關環，驗證了該反應只在分子內發生。
作者最后使用生成的環肽做了進一步的后修飾。由于該反應對官能團的容忍度較高，因此生成的環肽本身具有較多的活性基團，可以很便捷地進行后修飾。
綜上所述，作者提供一個快速高效的環化策略,?利用了二級胺與重氮鹽的選擇性三氮烯反應，獲得了多種結構的環肽。該方法反應效率高并且官能團容忍度高，生成的環肽具有pH響應性的快速開環和閉環反應，并且分別具有特定的吸收波長。
DOI:?10.1021/jacs.2c00464
Link:?https://doi.org/10.1021/jacs.2c00464
