富甘氨酸蛋白（glycine-rich protein, GRP）是一類重要的生命蛋白，在細胞的支撐結構和蛋白質相互作用中扮演著重要的角色。GRP中甘氨酸殘基以重復的諸如GGGX和GGXXXGG（G為甘氨酸，X為其它氨基酸）等序列的形式存在，并不存在較長的甘氨酸均聚段，因此，構成GRP的多肽可被視為甘氨酸的無規共聚物。氨基酸-N-羧酸酐（NCA）的開環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，反應活性較高，與其它氨基酸-NCA反應活性差異大，在共聚時會優先聚合生成溶解性差的PGly沉淀出來。因此，甘氨酸無規共聚物難以通過Gly-NCA共聚的方式合成。
針對以上問題，浙江大學凌君教授團隊設計合成了一種甘氨酸-N-硫代羧酸酐（Gly-NTA）單體，成功實現了該單體與其它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無規共聚物（圖1）；核磁共振氫譜（圖2B）、核磁共振碳譜（圖2G）、DOSY核磁譜圖（圖2C）、SEC（圖2D）、MALDI-TOF MS（圖2E&2F）等測試結果表征了產物的無規結構。得到的共聚物具有較好的溶解性，可在DMAc、DMF、HFIP等有機溶劑中溶解，具有良好的加工性能。共聚動力學結果表明Gly-NTA與肌氨酸-NCA（Sar-NCA）和芐氧羰基-L-賴氨酸-NCA（zLL-NCA）具有相似的反應活性。該工作以“Glycine N-Thiocarboxyanhydride: A Key to Glycine-Rich Protein Mimics”為題發表于ACS Macro Letters 2023, 12, 1466-1471，DOI: 10.1021/acsmacrolett.3c00491。該研究得到了國家自然科學基金和嘉興學院科技啟動項目的資助。
圖2 甘氨酸-肌氨酸共聚物的表征
圖3 富甘氨酸共聚物的性質研究
原文鏈接：https://pubs.acs.org/doi/epdf/10.1021/acsmacrolett.3c00491
下載：Glycine N-Thiocarboxyanhydride: A Key to Glycine-Rich Protein Mimics
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