近日，Vapourtec廠家分享了一個(gè)案例：諾和諾德的科研團(tuán)隊(duì)通過創(chuàng)新的連續(xù)流動(dòng)技術(shù)，在肽類和蛋白質(zhì)的C端α-氨基化過程中取得了顯著突破。這一技術(shù)打破了傳統(tǒng)方法的限制，為肽類藥物的高效合成提供了新的解決方案！

？！怎么做到的？

諾和諾德的科學(xué)家們成功利用連續(xù)流技術(shù)從半胱氨酸延伸的多肽前體實(shí)現(xiàn)了肽和蛋白質(zhì)的C端α-氨基化 [1]。整個(gè)過程包括三個(gè)步驟：半胱氨酸巰基與光標(biāo)記物的取代、光誘導(dǎo)的脫羧消除以及烯酰胺的斷裂。在Vapourtec R系列流動(dòng)系統(tǒng)中配備UV-150光化學(xué)反應(yīng)模塊，實(shí)現(xiàn)了肽YY類似物的克級(jí)合成，而現(xiàn)有技術(shù)在商業(yè)化規(guī)模上無法實(shí)現(xiàn)這一過程。

現(xiàn)代合成中的肽類治療劑：

機(jī)會(huì)與局限性

近年來，基于肽的療法迎來了復(fù)興，這很可能是由于化學(xué)和結(jié)構(gòu)生物學(xué)領(lǐng)域的進(jìn)步。此外，最近在解決肽治療藥物的局限性方面取得了進(jìn)展，尤其是在半衰期短和口服生物利用度差方面 [2]。傳統(tǒng)上，肽是通過固相肽合成（SPPS）來合成的，但在需要大規(guī)模生產(chǎn)時(shí)，這種方法可能不可行。在這種情況下，重組生產(chǎn)提供了一種替代方法。然而，使用這種方法制備C端α-酰胺的肽尤其具有挑戰(zhàn)性。

結(jié)合重組生產(chǎn)與光和流動(dòng)技術(shù)

進(jìn)行功能化

在此工作中，基于Baker團(tuán)隊(duì)的先前披露 [3]，C端半胱氨酸殘基與光不穩(wěn)定試劑4-氯-7-硝基苯并呋喃（NBD-Cl）結(jié)合。在光照下，這一中間體經(jīng)歷了脫羧-片段化序列，生成C端N-乙烯酰胺。乙烯基可以通過酸水解或逆電子需求Diels-Alder（IEDDA）反應(yīng)去除，以揭示C端α-酰胺，這使得對(duì)酸敏感的肽和蛋白質(zhì)（例如糖肽）也具有兼容性。

在小規(guī)模（250 μM）下，該協(xié)議成功用于GLP-1R激動(dòng)劑GLP-1(7-36)的批處理合成，這是一類重要的治療性肽，包括已上市的藥物艾塞那肽和利西那肽，以及其它生物學(xué)相關(guān)靶點(diǎn)，包括胃泌素釋放肽（gastrin-releasing peptide）、骨蛋白（osteocrin）和布列維特（bulevertide）。

使用Vapourtec R系列流動(dòng)系統(tǒng)配備UV-150光化學(xué)反應(yīng)模塊的放大過程被證明是高效的。

第一個(gè)例子展示了PYY類似物的制備，這是一種參與調(diào)節(jié)食欲的酰化胃腸激素 [4, 5]。使用4克起始材料，C端半胱氨酸與NBD-Cl反應(yīng)，然后在流動(dòng)條件下進(jìn)行光引發(fā)斷裂（430 nm，24 W，99%燈功率，2 mL線圈，20 mL/min，停留時(shí)間=6秒）。通過磷酸水解將N端酶解和烯酰胺轉(zhuǎn)化為目標(biāo)?；?，最終純化后總產(chǎn)率為20%。

第二個(gè)例子展示了將12克重組81個(gè)氨基酸的GLP1R-淀粉樣蛋白R(shí)共激動(dòng)劑前體肽轉(zhuǎn)化為目標(biāo)肽酰胺，產(chǎn)率為78%，快速且干凈。

實(shí)驗(yàn)總結(jié)

總之，Harris及其同事披露了一種高效的方式，將肽和蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的C端酰胺，且產(chǎn)率良好、反應(yīng)迅速。值得注意的是，這項(xiàng)工作使得C端酰胺化（光標(biāo)記和光化學(xué)轉(zhuǎn)換）能夠在一天內(nèi)完成，這比目前的能力有了顯著提升。該方法適用的底物范圍廣泛，既適用于合成肽，也適用于重組肽。作者指出，若沒有結(jié)合Vapourtec R系列流動(dòng)系統(tǒng)與UV-150光化學(xué)反應(yīng)模塊，這一反應(yīng)在商業(yè)化規(guī)模上根本不可行，清晰地展示了啟用技術(shù)，特別是流動(dòng)光化學(xué)的優(yōu)勢(shì)。

關(guān)鍵亮點(diǎn)

01

高效合成：

采用Vapourtec R系列流動(dòng)系統(tǒng)，配合UV-150光化學(xué)反應(yīng)模塊，成功實(shí)現(xiàn)了肽類藥物的克級(jí)合成。傳統(tǒng)技術(shù)無法滿足的規(guī)模需求，如今通過這一先進(jìn)設(shè)備得以輕松解決。

02

光化學(xué)功能化：

通過將C端半胱氨酸與光可分解試劑結(jié)合，在光照下實(shí)現(xiàn)高效的C端酰胺化反應(yīng)。整套過程只需一天，極大提升了生產(chǎn)效率！

03

應(yīng)用廣泛：

此技術(shù)不僅適用于合成GLP-1R激動(dòng)劑等重要治療肽，還能廣泛應(yīng)用于其他生物學(xué)相關(guān)靶點(diǎn)，如胃泌素釋放肽、骨髓蛋白等。

04

產(chǎn)業(yè)化前景：

Vapourtec R系列流動(dòng)系統(tǒng)的引入，使得肽類藥物的合成在商業(yè)規(guī)模上變得切實(shí)可行，突破了現(xiàn)有技術(shù)的瓶頸。無論是小規(guī)模試驗(yàn)還是大規(guī)模生產(chǎn)，都能高效、精準(zhǔn)地完成。

總結(jié)

Vapourtec

這一創(chuàng)新性技術(shù)的應(yīng)用，將為肽類藥物的開發(fā)和生產(chǎn)帶來革命性變革。通過Vapourtec流動(dòng)系統(tǒng)，研發(fā)人員能夠快速、高效地生產(chǎn)具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)的治療肽，推動(dòng)生物制藥領(lǐng)域的持續(xù)發(fā)展。

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參考文獻(xiàn)

[1] Photochemically-enabled, post-translational production of C-terminal amides. (D. Hymel, F. Wokcik, K. S. Halskov et al., Nature Comm., 2024, 15, 7162).

[2] The current state of peptide drug discovery: back to the future? (A. Henninot, J. C. Collins, J. M. Nuss, J. Med. Chem., 2018, 61, 1382). 

[3] Photochemically re-bridging disulfide bonds and the discovery of a thiomaleimide mediatedphotodecarboxylation of C-terminal cysteines. (D. A. Richards, S. A. Fletcher, M. Nobles et al., Org. Biomol. Chem., 2016, 14,455). 

[4] The Hitchhiker’s guide to flow chemistry. (M. B. Plutschack, B. Pieber, K. Gilmore, P. H. Seeberger, Chem. Rev., 2017, 117,11796).

[5] Technological innovations in photochemistry for organic synthesis: flow chemistry, high-throughput experimentation, scale-up, and photoelectrochemistry. (L. Buglioni, F. Rayemenants, A. Slattery, S. D. A. Zontag, T. No?l, Chem. Rev., 2022, 122, 2752).

Vapourtec

英國(guó)Vapourtec是德祥集團(tuán)資深合作伙伴之一。英國(guó)Vapourtec公司成立于2003年，專業(yè)致力于研發(fā)和生產(chǎn)流動(dòng)合成儀。并在世界優(yōu)秀的制藥公司中被廣泛使用。

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德祥科技

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