随着多肽药物研发的快速发展，多肽的后期化学修饰策略也引起了科学家们的广泛关注。其中，含有芳香环侧链的色氨酸逐渐成为了最重要的多肽修饰位点之一。当前色氨酸修饰的反应研究主要集中于：1) 采用C‒H活化策略和光催化策略对色氨酸进行修饰，反应位点集中于色氨酸侧链反应性较高的C-2位；2) 化学界和自然界中存在相当一部分色氨酸多肽的去芳构化反应，来构建具有结构多样性的含吲哚骨架多肽。后续研究中，通过采用新的修饰策略和方法，拓展含色氨酸序列多肽的结构多样性，将会为化学生物学和药物研发领域提供重要的研究基础。 近日，浙江工业大学的翁意意副教授课题组首次设计了缓冲液条件下含色氨酸多肽的叠氮/杂环化反应，该方法采用电氧化反应方式，同时对色氨酸侧链的N-1、C-2和C-3位进行多位点的修饰，构建了全新的含四氮唑并[1,5-a]吲哚骨架的多肽。
在最优条件下，作者对含色氨酸多肽的底物范围进行了考察，以优良的收率获得修饰后的二肽（51-87%）、三肽（43-79%）及四肽（60-78%）产物。实验结果表明，色氨酸存在于N端、C端以及多肽序列内部的均能展现出良好的反应性。同时该方法对一系列侧链敏感或容易被氧化的氨基酸如Met、Ser、Thr、His、Asp、Lys都有较好的兼容性。论文后续研究也成功对活性多肽endomorphin-1，奥曲肽以及长肽序列进行了修饰（部分结果如下）。此外，色氨酸C-3位引入的叠氮基团通过“点击”反应可进一步衍生化。 由于该方法在色氨酸侧链C-3位形成了新的立体中心，因此获得的产物为一组非对映异构体。文中作者成功对二肽、三肽、四肽产物的非对映异构体进行了分离，并通过单晶结构的测定以及核磁氢谱表征，确定了非对映异构体的绝对构型。最后通过系列的控制实验、紫外-可见分光光度法以及循环伏安(CV)实验，阐明金属锰-叠氮复合物可在较低氧化电势下产生叠氮自由基并对色氨酸侧链2,3位进行自由加成，进而脱氢环合形成最终的含四氮唑并[1,5-a]吲哚骨架的多肽。文中条件筛选和CV实验也表明，相较于有机溶剂，缓冲液条件下使得反应更易进行。 该工作中，翁意意副教课题组开发了一种采用绿色高效的电氧化反应方式，对色氨酸侧链进行多位点修饰的方法。并通过串联叠氮/杂环化反应成功地构建了一系列含四氮唑并[1,5-a]吲哚骨架的多肽，为含色氨酸多肽的修饰提供了一种全新策略。 论文信息 Tandem Electrochemical Oxidative Azidation/Heterocyclization of Tryptophan-Containing Peptides under Buffer Conditions Yiyi Weng,* Xiaobin Xu, Hantao Chen, Yiyang Zhang, and Xianfeng Zhuo Angewandte Chemie International Edition DOI: 10.1002/anie.202206308
