课题基金 / 基金详情

有机电化学合成实现环肽构建及其在蛋白质修饰中的应用

批准号:
22101081
项目类别:
青年科学基金项目(C类)
资助金额:
30.0 万元
负责人:
宋春兰
依托单位:
学科分类:
仿生与绿色合成
结题年份:
2024
批准年份:
2021
项目状态:
已结题
项目参与者:
宋春兰

项目摘要

结项摘要

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中文摘要
多肽类化合物是一类备受重视的生物治疗药物,然而因膜通透性差、代谢稳定性低和对蛋白酶敏感等固有特性,导致其在临床治疗中的应用相当受限。实现多肽的环化能有效地解决上述难题。但目前已发展的多肽环化策略通常依赖于需多步合成的非天然氨基酸序列,而基于天然氨基酸的环化反应十分有限。另外,电化学近年来发展迅速,被广泛运用于有机合成,具有绿色、高效和高选择性等优点。但能在生物兼容条件下,运用电化学实现生物分子修饰的报道寥寥无几,其中电化学实现多肽的环化更是未有文献报道。由此,本项目力图在生物兼容条件下建立新型的电化学体系,实现以线性多肽上天然氨基酸为靶点的高选择性环化反应,并运用于蛋白质的选择性修饰。本项目的开展可实现有机方法学与化学生物学的交叉融合,发展温和、简易、高效的生物活性分子修饰与改性的方法,有望为多肽类药物的开发研究提供新的策略。
英文摘要
Peptides are emerging as an important class of biological therapeutic drugs which have attracted extensive attention in the fields of medicine, biology and chemistry. However, the application of linear peptides as clinic drugs is strongly hindered by their inherent characteristics, such as poor membrane permeability, low metabolic stability and sensitivity to protease. These shortcomings can be effectively overcome by peptide macrocyclization reactions. Well-developed macrocyclization methods usually rely on unnatural amino acid sequences which were synthesized by multistep strategies, and it is still difficult to realize a macrocyclization strategy based on natural amino acid residues. In addition, characterized by high efficiency and selectivity, electrochemistry has been widely used in organic synthesis in recent years. However, there are only few reports that can achieve the electrochemical modifications of biomolecules under biocompatible conditions, and the electrochemical cyclization of peptides hasn’t been reported. Hence, this project aims to establish a novel electrochemical system with biocompatibility, enabling the selective macrocyclization of linear peptides based on natural amino acids, and the specific modification of proteins. Furthermore, this project can realize the cross integration of organic methodology and chemical biology, and develop mild and efficient methods for the modification of bioactive molecules, which is expected to provide new access to novel peptide drugs.
本项目围绕开发具有生物兼容性、高效性及高选择性的电化学体系构建环肽,尽管课题挑战性很大,目前实现了对生物兼容电催化体系的设计、考察,也实现了几类氨基酸底物的活化与修饰。我们发展了电催化氨基酸底物的亲核氟化,银催化氨基酸脱羧亲核氟化反应,以及酪氨酸类底物的硫酸化修饰。与传统的亲电机制不同,亲核性氟化反应在理论上取得了重大突破,并在实践中可应用于正电子发射断层成像(PET)技术,对癌症的诊断和治疗具有重要的实用价值。此外,肽的亲核氟化修饰对肽类药物的开发具有重要意义。同时,我们也成功实现了酪氨酸类底物的硫酸化修饰,硫酸化是生物体内关键的后修饰过程,人工在化合物中引入硫酸基团能显著改变其理化性质、极性和静电吸引力,因此直接对氨基酸底物进行硫酸化修饰,为多肽和蛋白质的改性提供了新策略。. 在项目实施过程中,我们还意外发现了电化学促进的新型C-O键形成反应、银催化的脱羧C-O键形成反应,以及羟基、硼、烷烃的硫酸化反应。基于这些发现,我们实现了电催化下环丙烷的化学和区域选择性构建1,3-羟基官能团化合物,构建了六类西汀类药物分子的关键骨架;实现了银催化下羧酸药物分子的直接羟基化、硝基酯化以及氟化;对硫酸化反应的机制有了更全面的理解,并将此拓展到其他底物类型,主要包括羟基、硼、烷烃,显著提高了含硫酸药物合成的效率。
电化学诱导实现C-O成键硫酸化及其在蛋白质修饰中的应用
  • 批准号:
    2025JJ40012
  • 项目类别:
    省市级项目
  • 资助金额:
    0.0万元
  • 批准年份:
    2025
  • 负责人:
    宋春兰
  • 依托单位:
有机电化学合成实现含有色氨酸与酪氨酸肽链的环化反应研究
  • 批准号:
    2023JJ40125
  • 项目类别:
    省市级项目
  • 资助金额:
    0.0万元
  • 批准年份:
    2023
  • 负责人:
    宋春兰
  • 依托单位:
国内基金
海外基金