推荐一篇发表在Chem. Sci.上的论文，题目为“A facile strategy for the construction of a phage display cyclic peptide library for the selection of functional macrocycles”，通讯作者是中南民族大学的雷新响教授，雷新响教授的研究方向涉及环肽药物筛选及化学生物学研究。

环肽是生物亲和性研究中重要的分子支架，可用于发现与蛋白质相互作用的功能分子。当前的研究趋向于开发各种环化策略和化学修饰的库，然后结合噬菌体展示技术以寻找针对无药可及靶点的环肽抑制剂。这篇论文报道了邻苯二甲醛（OPA）的环化策略，允许在噬菌体展示的线性肽库上快速生成具有不对称支架、侧链环化特征的环肽。

邻苯二甲醛(OPA)是一种多功能的生物正交邻近交联剂，在温和、生理条件下（PBS 7.4，室温，20分钟）与氨基或巯基反应，进行快速的环化反应，形成了一个庞大的环肽库，其具有坚固的不对称支架。因此作者开发了与OPA环化兼容的噬菌体展示平台。首先评估了该环化反应是否能够顺利进行，作者在M13噬菌体III号外壳蛋白（pIII）的N端编码了一个定义的肽序列（KGGSC），后面又集成了一个Factor Xa识别位点，在大肠杆菌TG1中表达和纯化噬菌体后，通过Factor Xa识别切割对应肽序列并释放N-Cys，经TCEP还原后与2-氰基-6-羟基苯并噻唑（CBT，0.5 mM）对其进行封闭，从而避免N端氨基的非选择性识别。然后在pH 7.4条件下向噬菌体溶液中引入了0.3 mM的OPA，室温反应20分钟即可有效地转化为环肽。作者在肽序列与pIII之间策略性地插入了TEV切割位点。通过TEV消化并随后通过ESI-MS分析，确认了目标环肽生成。因此，在构建OPA环化文库的关键是：在随机序列附近引入Factor Xa切割位点，采用上述步骤封闭N端氨基，然后再进行OPA诱导的肽环化反应。作者还测试了化学试剂的用量，结果表明300 mM的OPA浓度是构建环肽文库并保持噬菌体活性的最佳剂量。

PTP1B是一个非常重要的磷酸酶，是2型糖尿病和多种癌症的治疗靶点，因此作者基于开发的策略筛选PTP1B的环肽抑制剂。作者还将筛选出来的环肽与线性肽进行比较，发现与线性前体相比，环肽的亲和力可以提高四倍。为了揭示筛选的环肽所占据的活性口袋，作者利用PTP1B晶体结构进行了分子对接研究和分子动力学模拟。并且通过突变重要的氨基酸残基结合亲和力测试，揭示了环肽与PTP1B结合从而抑制去磷酸化的机制。此外，作者还成功筛选出针对另外两种治疗相关蛋白质（NEK7和hKeap1）的环肽。

总之，这项工作提供了一个快速高效的噬菌体筛选平台，用于筛选功能性环肽，有望在治疗学、化学探针和疾病诊断中广泛应用。

本文作者：ZJ

责任编辑：WYQ

文章引用：doi.org/10.1039/D4SC03207A