推荐一篇发表在Angew上的文章：Dichloro Butendiamides as Irreversible Site-Selective Protein Conjugation Reagent，通讯作者是来自剑桥大学化学系的Gonçalo J. L. Bernardes和 Victor Laserna，他们课题组致力于蛋白质的选择性修饰。

        蛋白质的位点选择性修饰在蛋白质功能的研究和药物开发方面发挥着十分重要的作用。由于半胱氨酸具有低丰度和高亲核性的特征，科学家们发展了一系列基于烷基化，芳基化以及迈尔克加成反应的试剂用于半胱氨酸的选择性偶联。其中，马来酰亚胺是目前研究中最常用的偶联试剂，后续一系列基于马来酰亚胺构建的抗体偶联药物也被FDA批准上市。然而研究发现巯基和马来酰亚胺反应产物在血浆中会发生快速的硫醇交换，导致药物的安全性和效力无法保证。一系列的方法稳定两者的结合，最常用的方法就是加速偶联产物的水解从而稳定产物，例如通过引入吸电子基团，或者改变所插入的半胱氨酸附近的环境实现巯基和马来酰亚胺反应产物水解开环，从而无法硫醇交换导致偶联产物的断裂。所以目前仍然缺乏具有完整偶联产物，反应迅速且易于合成的半胱氨酸偶联策略。

       作者合成了一系列马来酸的衍生物，利用β-巯基乙醇和含有游离半胱氨酸的泛素蛋白(K63C)进行反应的筛选和产物的检测，他们发现当衍生物含有一个仲胺时，会导致非氨基一侧取代基的离去，从而产生环化加成产物，当两边都为伯胺时可以通过调节pH值进一步实现对离去基团的控制，作者也正在将这个新反应用于调控蛋白功能技术的开发中。针对于现有的策略水解速度较慢导致产物复杂，而强碱性条件虽然能加速反应，但是无法用于蛋白体系。由于之前的研究中发现二氯取代可以使马来酰亚胺偶联产物的水解速率提高，所以作者也进一步在合成的衍生物中引入二氯的取代基，进一步和泛素蛋白进行孵育，发现环状产物在30分钟后就会水解完全。最后作者将该偶联反应用于抗体偶联药物的合成，发现在曲妥珠单抗的Fab蛋白上没有发生水解，而是二次的迈克尔加成，经过结构的解析发现是由于半胱氨酸附近存在赖氨酸，从而造成了二次偶联反应的发生，并做了突变反应进一步进行验证，由于产率只有50%，所以后续作者选择在IgG的Fc片段上不同位点插入半胱氨酸，对偶联反应的产率进行了优化，得到了高选择性高产率的偶联体系的构建。

        总之，本篇文章作者发展了新型的偶联试剂用于高效的位点选择性的蛋白偶联，为后续生物学体系的研究和药物开发提供了有利工具。

本文作者：YF

责任编辑：Guo ZH

原文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202108791

文章引用：DOI：10.1002/anie.202108791