多肽是由氨基酸的氨基与羧基形成的肽键连接的生物多聚物。自然界以及人工合成的氨基酸的丰富性、组合的多样性大大提高了多肽的进化潜力和可塑性。自从多肽固相合成技术发明以来，其作为识别靶标的药物分子及药物递送工具在药物研发领域，以及通过自组装技术在新型的材料学领域，已经成为学术界和产业界的研究热点。然而，线性肽稳定性差、穿膜能力弱、在体内降解、口服生物利用度低等问题限制了其进一步发展和应用。虽然近十年来不断完善和发展的稳定多肽技术，如二硫键、酰胺键、全碳氢侧链等策略不同程度上解决了上述问题，但它们仍有合成困难、普适性低、生物应用受限等缺点。
李子刚教授课题组通过一系列的烷基化试剂化学选择性的烷基化多肽上的甲硫氨酸，创造性地构建了一类双硫盐修饰的可在胞内被还原的新型稳定多肽，即“硫盐修饰的胞内可逆还原策略”。与之前的稳定多肽策略相比，该方法不需要使用金属催化剂，合成简单，序列容忍度高，可以合成不同环大小和多环稳定多肽。同时，由此方法构建的稳定多肽水溶性好，细胞膜毒性低，可显著提高多肽的抗胰酶降解能力和血清稳定性，侧链添加的两个正电荷为多肽提供了更好的细胞膜穿透能力。最后，侧链的可修饰性和可还原性极大的提高了该类稳定多肽分子的靶向空间，避免了侧链对靶点结合可能造成的不利影响，为开发新一代针对胞内蛋白-蛋白相互作用的靶向分子及多肽类药物递送工具提供了研究基础。该研究成果于近日发表在国际著名期刊Chemical Science（IF:8.6），题为：“Reversible Stapling of Unprotected Peptides via Chemoselective Methionine Bis-alkylation/Dealkylation”。本方法的构建由北京大学深圳研究生院2014级博士研究生史晓东同学完成。目前史晓东同学正在进行针对不同重要靶点的可逆多肽配体的研究，一系列相关重要工作正在审稿和准备阶段。









可逆稳定多肽的构建


核酸类药物是临床上用于治疗病毒感染性疾病、肿瘤、艾滋病的一类重要的药物。以RNAi效应为基础的siRNA药物由于易合成，可以时空可控地靶向任意蛋白等性质，受到了广泛的关注。但是由于RNA类药物自身容易降解并且不易穿膜，因此迫切需要发展高效并且具有良好生物相容性的核酸运载体系。多肽作为一类生物体内自身存在的生物分子，具有非常高的生物相容性，并且被证明可以作为有效的核酸运载体，在生物医学领域的应用已经受到很高关注。但目前使用的多肽运载体系普遍长度较高（长于20个氨基酸），制备困难，费用昂贵。课题组根据自主开发的“硫盐修饰的胞内可逆还原策略”，在筛选了一系列多肽后，最终得到了可以在siRNA的诱导下自发与siRNA共组装形成稳定均一的siRNA纳米运载体，只需要九个氨基酸的多肽就可以实现在不同细胞系（HeLa, PA-1, Miapaca-2, A2780）中的有效，低毒的siRNA运载。这种多肽-核酸复合物不但具有很高的生物相容性，并且在裸鼠肿瘤模型中表现出了明显的肿瘤抑制效果。该研究成果于近日发表在国际著名期刊Material Horizons（IF:10.7），题为“siRNA-induced peptide co-assembly system as a peptide-based siRNA nanocarrier for cancer therapy”。以上工作由北京大学深圳研究生院2015级博士研究生李文君同学完成。目前李文君同学正在进行该运载体系的进一步优化以及应用拓展，在合作者的研究中已发现此类运载体系可有效的转染间充质干细胞（MSC）。









RNA诱导的多肽核酸复合物纳米球


以上工作由李子刚副教授和尹丰副研究员指导完成，博士研究生史晓东、李文君及课题组其他成员合作完成。该工作得到了国家自然科学基金、科技部、深圳市创新基金的支持。




编辑：山石