펩타이드 합성

오늘, 도쿄대학교 스가 히로아키 교수 연구팀이 Angewandte Chemie International Edition에 발표한 "위상학적으로 정의된 티오이소인돌 가교 이환식 펩타이드의 리보솜 합성"이라는 중요한 연구 결과를 공유합니다. 이 연구는 티오이소인돌 가교를 기반으로 하는 이환식 펩타이드의 새로운 합성 전략을 개발했습니다. 번역 개시제로 세미카르바존으로 보호된 2-니코티노일벤즈알데히드 아미노산(Ac-Ala(NtBA)Sc-CME)을 설계하여, 유연한 시험관 내 번역(FIT) 시스템을 이용하여 펩타이드 사슬에 효율적으로 도입했습니다. 이어서, 약산 처리를 통해 분자 내 이환화 반응을 유도하여 구조적으로 정확한 이환식 펩타이드를 성공적으로 합성했습니다. 이 방법은 mRNA 디스플레이 기술과 완벽하게 호환되므로, 신약 개발을 위한 대규모의 위상학적으로 정의된 이환식 펩타이드 라이브러리 구축에 강력한 플랫폼을 제공합니다.

오늘 우리는 중국 연구팀이 Science Advances에 발표한 중요한 연구 결과를 공유합니다. 이 연구는 모듈형 1,3,5-트리아진 골격을 기반으로 하는 새로운 시스테인(Cys) 선택적 생체 접합 기술인 트리아진-피리디늄 화학(TPC)을 보고합니다. 이 연구는 항체-약물 접합체(ADC)와 같은 치료 응용 분야에서 높은 안정성을 갖는 Cys 선택적 시약에 대한 중요한 요구를 해결합니다. 체계적인 구조 변형 및 계산 연구를 통해 연구팀은 생리적 조건(pH 7.4)에서 거의 정량적인 Cys 표지(95% 이상의 수율)를 달성할 수 있는 시약을 최적화하는 동시에 티로신(Tyr)에 대한 반응성을 효과적으로 억제하여 초기 TPC 프로브의 한계를 극복했습니다. 이 연구는 치료용 항체인 트라스투주맙을 포함한 다양한 펩타이드 및 단백질과의 우수한 호환성을 입증하고 ADC 구축에 대한 잠재력을 보여주었습니다. 최적화된 표지 방법은 생물학적 환경에서 접합체의 탁월한 안정성을 보장하며, 이러한 접근 방식의 실용적인 응용 가치를 강조합니다.

오늘, 일본 주부대학교 펩타이드 과학센터의 토모히로 하토리와 히사시 야마모토 연구팀이 Organic Process Research & Development에 발표한 중요한 연구 논문을 소개합니다. 이 연구는 기존 펩타이드 합성에서 오랫동안 해결되지 않았던 문제점들, 예를 들어 과도한 첨가제 사용, 부산물 생성, 복잡한 공정 등을 해결하기 위해 펜타플루오로페닐(Pfp) 에스테르를 기반으로 하는 새로운 연속 흐름 화학 합성 전략을 개발했습니다. 이 방법의 핵심은 Pfp 에스테르의 높은 반응성과 안정성을 활용하여 첨가제 없이도 정량적인 아미노산 에스테르, 특히 합성이 매우 어려운 N-메틸 아미노산 에스테르와의 효율적이고 신속한 축합 반응을 달성하는 데 있습니다. 또한, 연구팀은 온라인 탈보호를 위해 DBU 폴리머가 통합된 연속 흐름 시스템을 구축하여 디펩타이드에서 펜타펩타이드(류신-엔케팔린 및 티모펜틴과 같은 생리활성 서열 포함)에 이르는 순차적인 합성을 성공적으로 수행했습니다. 생성물은 높은 순도로 얻어졌으며, 이 시스템을 통해 그램 규모의 자동화된 장시간 합성이 가능해졌습니다. 본 연구는 펩타이드 의약품의 친환경적이고 효율적이며 확장 가능한 제조 공정을 개발하기 위한 완전히 새로운 해결책을 제시합니다.

오늘, Lin Dong 교수 연구팀이 Organic Letters에 발표한 중요한 연구 논문을 소개합니다. 이 연구는 제2형 당뇨병과 비만을 동시에 치료하는 새로운 이중 표적 작용제인 티르제파티드(Tirzepatide)의 고체상 펩타이드 합성(SPPS)에서 발생하는 높은 비용과 복잡한 공정이라는 문제점을 해결하기 위해, 소수성 태그를 활용한 액상 펩타이드 합성(LPPS) 전략을 개발했습니다. 이 방법은 용해성 소수성 태그(TAGa 및 TAGb)를 도입하여 이들의 고유한 용해도 특성을 활용해 효율적인 분리를 달성하고, 아미노산 및 용매 폐기물을 크게 줄입니다. 또한, 리신에 이중 보호(Cbz/Fmoc) 전략을 적용하여 측쇄 조립을 정밀하게 제어함으로써, 39개의 아미노산으로 구성된 티르제파티드를 높은 수율로 합성하는 데 성공했습니다. 이 연구는 복잡한 펩타이드 의약품의 친환경적이고 경제적인 대규모 생산을 위한 새로운 접근법을 제시합니다.

오늘, 란저우대학교의 레이신샹(Xinxiang Lei) 교수 연구팀이 Angewandte Chemie International Edition에 발표한 중요한 연구 결과를 공유합니다. 이 연구는 티올-엔 광클릭 화학을 이용하여 보호되지 않은 펩타이드의 효율적인 이중 고리화 반응을 최초로 수행한 것으로, 빠르고 선택성이 높으며 생체 적합성이 뛰어난 새로운 방법을 개발했습니다. 연구팀은 저렴하고 쉽게 구할 수 있는 트리알켄 가교제인 TAIC를 독창적으로 활용했습니다. 가시광선 활성화 하에서, 고리화 반응은 단 6분 만에 완료되었습니다. 연구팀은 이 방법을 파지 디스플레이 기술과 성공적으로 결합하여 유전적으로 코딩된 이중 고리 펩타이드 라이브러리를 구축하고, 중요한 약물 표적인 사이클로필린 A에 대해 초고농도의 서브마이크로몰 친화도를 갖는 새로운 리간드를 탐색했습니다. 이 연구는 제한된 펩타이드 약물 발굴을 위한 강력하고 다재다능한 새로운 플랫폼을 제공합니다.

오늘, 상하이 자오퉁 대학교의 핑 왕(Ping Wang) 교수 연구팀이 수행한 중요한 연구 결과를 Angewandte Chemie International Edition에 게재한 것을 여러분과 공유하고자 합니다. 이 연구는 단백질 화학 합성에서 시스테인(Cys)의 선택적 보호 및 탈보호라는 핵심 과제를 해결하기 위해 새로운 피콜릴(Pic) 기반 케이징/언케이징 전략을 개발했습니다. 간단한 pH 및 파장 조절을 통해 시스테인 잔기의 효율적이고 직교적인 보호를 달성했습니다. 이 전략은 인터루킨-4(IL-4) 및 종양괴사 인자-α(TNF-α)와 같은 복잡한 단백질 합성에 성공적으로 적용되어 정밀한 단백질 변형 및 합성을 위한 혁신적인 도구를 제공합니다.

오늘, 저희는 Zhengbiao Zhang 연구팀이 주도하여 Angewandte Chemie International Edition에 발표한 중요한 연구 결과를 공유합니다. 이 연구는 혁신적인 이중 자가 촉진 고리 열림 중합 전략을 통해 부피가 큰 키랄 측쇄를 가진 양이온성 폴리펩토이드 모방체를 성공적으로 합성했습니다. 기존의 통념과는 달리, 이 양이온성 폴리펩토이드는 나선 구조를 파괴하지 않았을 뿐만 아니라, 오히려 매우 안정적인 폴리프롤린 I형 나선 구조를 형성했습니다. 이 연구는 "양이온성 측쇄는 필연적으로 나선 구조를 불안정하게 만든다"는 기존의 패러다임에 도전하며, 낮은 독성과 높은 세포 흡수 효율을 결합한 기능성 고분자 설계에 새로운 가능성을 열어줍니다.

오늘은 David Baker와 Gaurav Bhardwaj 연구팀이 Nature Chemical Biology에 발표한 연구 논문을 소개합니다. 이 연구에서는 RoseTTAFold2(RF2) 구조 예측 네트워크와 RFdiffusion 단백질 골격 생성 프레임워크를 통합하여 거대고리 펩타이드를 새롭게 설계할 수 있는 노이즈 제거 확산 기반 생성형 AI 파이프라인인 RFpeptides를 개발했습니다. 이 연구는 여러 단백질 표적에 대한 높은 친화성을 갖는 거대고리 펩타이드 결합체를 정밀하게 설계하는 데 최초로 성공했으며, X선 결정학 분석을 통해 설계된 구조와 실험 구조 간의 높은 일치도(Cα RMSD

오늘은 Cesar de la Fuente-Nunez 연구팀이 Cell Biomaterials에 발표한 연구 논문을 소개합니다. 이 연구에서는 잠재 확산 모델과 단백질 언어 모델(pLM)을 통합하여 항균 펩타이드(AMP)를 새롭게 설계할 수 있는 생성형 인공지능 플랫폼인 AMP-Diffusion을 개발했습니다. 이 플랫폼은 사전 정의된 모티프나 구조적 정보 없이 ESM-2 임베딩 공간에서 직접 기능성 펩타이드를 생성합니다. 실험 검증 결과, 생성된 펩타이드의 76%가 광범위한 항균 활성(다제내성균 포함)을 나타냈으며, 생체 내 효능은 표준 항생제와 유사한 것으로 확인되었습니다. 이는 항생제 내성 위기에 대응할 수 있는 확장 가능하고 합리적인 설계 도구를 제공합니다.

오늘은 Ewa Szczurek 연구팀이 Nature Communications에 발표한 연구 논문을 소개합니다. 이 연구는 조건부 변분 오토인코더(cVAE)인 HydrAMP라는 심층 생성 모델을 개발했는데, 이 모델은 펩타이드의 연속적인 저차원 표현을 학습하여 높은 항균 활성을 지닌 새로운 항균 펩타이드(AMP)를 생성합니다. 본 연구는 기존에 알려진 활성/비활성 펩타이드의 유사체를 제어 가능한 방식으로 생성한 최초의 사례이며, 생성된 펩타이드의 탁월한 항균 효과는 실험실 실험을 통해 검증되었습니다. 이는 전 세계적인 항생제 내성 위기에 대응할 수 있는 강력한 컴퓨팅 설계 도구를 제공합니다.