分享一篇近期发表在J. Am. Chem. Soc.上的文章，题为Native Peptide Cyclization, Sequential Chemoselective Amidation in Water。文章的通讯作者是来自纽约州立大学的张强教授。
多肽和蛋白质作为治疗药物和生物化学工具具有十分重要的意义。尽管多肽合成方法取得了重大进展，但是选择性修饰不同氨基酸侧链和末端仍然面临挑战，通过分子间或分子内方法直接将未受保护的线性多肽进行连接在化学上还是无法实现（图1a）。本文中，作者介绍了一种天然多肽环化（NPC）方法，这种方法可以通过顺序化学选择性活化实现分子内多肽连接，并且无需末端基团预修饰或侧链保护。
作者认为，将C端作为主要的亲核残基是实现NPC的化学选择性的关键。在中性至较高pH（7−12）时，Cys巯基负离子的亲核性比其他残基更强。而在低pH（2−5）时，羧酸根离子表现出最强的亲核性。基于以上亲核性的比较，他们设想在pH ~ 3的条件下多肽中亲核性最强的C端会优先与亲电活化剂（异腈）结合形成混合酸酐。活化的C端基团随后通过N端Cys巯基的分子内硫解形成硫内酯，最后经过动力学控制的N-S转换形成稳定的酰胺键，从而实现多肽的环化（图1b）。
首先，作者选择五肽Cys-Trp-Asn-Tyr-Ala（CWNYA）进行初步的化学选择性NPC研究（图1c）。在38 °C的PBS（pH = 7.8）中用异丙基异腈处理CWNYA，导致N端全部形成CWNYA-N-甲酰基酰胺。降低PBS的pH会同时生成环状CWNYA和CWNYA-N-甲酰基酰胺，且环状CWNYA的收率有所提高，表明pH对环化的选择性有明显影响。作者尝试用NaOAc/HOAc和NaH2PO4/H3PO4将反应pH降低到4以下，但难以得到环化产物。最后他们将线性多肽CWNYA的TFA盐溶解在纯水中，从而获得最佳结果（73%的环状CWNYA）。此外，他们发现室温下水溶液中的反应形成了硫内酯，验证了作者所提出的硫解过程。
