富甘氨酸蛋白(glycine-rich protein, GRP)是一类重要的生命蛋白,在细胞的支撑结构和蛋白质相互作用中扮演着重要的角色。GRP中甘氨酸残基以重复的诸如GGGX和GGXXXGG(G为甘氨酸,X为其它氨基酸)等序列的形式存在,并不存在较长的甘氨酸均聚段,因此,构成GRP的多肽可被视为甘氨酸的无规共聚物。氨基酸-N-羧酸酐(NCA)的开环聚合是人工合成多肽的重要方法,然而甘氨酸-NCA(Gly-NCA)位阻小,反应活性较高,与其它氨基酸-NCA反应活性差异大,在共聚时会优先聚合生成溶解性差的PGly沉淀出来。因此,甘氨酸无规共聚物难以通过Gly-NCA共聚的方式合成。
针对以上问题,浙江大学凌君教授团队设计合成了一种甘氨酸-N-硫代羧酸酐(Gly-NTA)单体,成功实现了该单体与其它NCA或NNCA的共聚,合成了一系列分子量分布窄、分子量可控的富甘氨酸无规共聚物(图1);核磁共振氢谱(图2B)、核磁共振碳谱(图2G)、DOSY核磁谱图(图2C)、SEC(图2D)、MALDI-TOF MS(图2E&2F)等测试结果表征了产物的无规结构。得到的共聚物具有较好的溶解性,可在DMAc、DMF、HFIP等有机溶剂中溶解,具有良好的加工性能。共聚动力学结果表明Gly-NTA与肌氨酸-NCA(Sar-NCA)和苄氧羰基-L-赖氨酸-NCA(zLL-NCA)具有相似的反应活性。该工作以“Glycine N-Thiocarboxyanhydride: A Key to Glycine-Rich Protein Mimics”为题发表于ACS Macro Letters 2023, 12, 1466-1471,DOI: 10.1021/acsmacrolett.3c00491。该研究得到了国家自然科学基金和嘉兴学院科技启动项目的资助。
图2 甘氨酸-肌氨酸共聚物的表征
图3 富甘氨酸共聚物的性质研究
原文链接:https://pubs.acs.org/doi/epdf/10.1021/acsmacrolett.3c00491
下载:Glycine N-Thiocarboxyanhydride: A Key to Glycine-Rich Protein Mimics
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