近年來，多肽類藥物的有效性與安全性優(yōu)勢(shì)日益凸顯，多種創(chuàng)新療法已獲批用于臨床治療。DNA編碼多肽文庫（PDEL）憑借高通量、操作簡便、樣品需求量低、篩選成本可控及流程高效等特點(diǎn)，在非天然多肽分子研究領(lǐng)域展現(xiàn)出獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，其通過化學(xué)合成，實(shí)現(xiàn)了多肽序列與DNA標(biāo)簽的共價(jià)偶聯(lián)，突破了傳統(tǒng)多肽展示技術(shù)的化學(xué)兼容性局限，并可靈活引入非天然氨基酸，拓展了多肽藥物的設(shè)計(jì)與優(yōu)化空間。然而，現(xiàn)有PDEL缺乏有效純化手段，在文庫長度、整體純度及序列均一性方面存在明顯不足。隨著多肽長度增加，F(xiàn)moc氨基酸與DNA偶聯(lián)過程中的未反應(yīng)原料及副產(chǎn)物逐步累積，截短肽與非目標(biāo)序列比例升高且逐步占據(jù)主導(dǎo)，導(dǎo)致PDEL整體質(zhì)量隨長度增加而明顯下降。這種質(zhì)量劣化不僅降低篩選效率，還易引入大量假陽性、假陰性結(jié)果，干擾真實(shí)高親和力配體的識(shí)別，進(jìn)而增加高質(zhì)量多肽分子的發(fā)現(xiàn)難度。

　　針對(duì)上述問題，中國科學(xué)院上海藥物研究所研究團(tuán)隊(duì)提出了新型非天然多肽文庫構(gòu)建策略。該策略通過固相捕獲與純化相結(jié)合的設(shè)計(jì)，有效突破了傳統(tǒng)DNA編碼多肽文庫在質(zhì)量控制與序列偏向方面的技術(shù)瓶頸，為高效篩選與開發(fā)多肽藥物提供了更穩(wěn)健、可拓展的基礎(chǔ)平臺(tái)。

　　研究團(tuán)隊(duì)提出了基于疊氮修飾Fmoc（mFmoc）保護(hù)氨基酸的PDEL構(gòu)建策略。該策略借助點(diǎn)擊化學(xué)反應(yīng)，使疊氮功能化氨基酸在建庫時(shí)與炔基修飾介孔硅膠固相載體發(fā)生高效共價(jià)偶聯(lián)；隨后，在常規(guī)5%哌啶Fmoc脫保護(hù)條件下，同步實(shí)現(xiàn)多肽釋放與固相純化，最終獲得高純度DNA編碼多肽文庫。通過在每輪合成后進(jìn)行固相純化，研究團(tuán)隊(duì)構(gòu)建了由5個(gè)殘基組成、整體純度超過95%的DNA編碼多肽文庫，明顯提升了文庫質(zhì)量與序列可靠性。

　　為驗(yàn)證該策略的有效性，研究團(tuán)隊(duì)以轉(zhuǎn)鐵蛋白受體1（TfR1）為篩選靶點(diǎn)，采用純化PDEL與傳統(tǒng)DNA編碼D型多肽文庫進(jìn)行平行篩選與系統(tǒng)比較。結(jié)果表明，基于純化策略構(gòu)建的文庫所獲得的候選多肽在序列同源性及靶點(diǎn)特異性方面均得到明顯提升，證明了該方法在提高篩選準(zhǔn)確性與效率方面的優(yōu)勢(shì)。

　　研究團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步對(duì)純化文庫中富集度較高的候選序列開展化學(xué)合成與體外功能驗(yàn)證，獲得了多個(gè)對(duì)TfR1具有納摩爾級(jí)親和力的結(jié)合肽。其中，代表性分子TR17的解離常數(shù)達(dá)到176nM，展現(xiàn)出良好的結(jié)合活性。上述結(jié)果表明，該策略為構(gòu)建高質(zhì)量、可引入非天然結(jié)構(gòu)單元的DNA編碼多肽文庫提供了穩(wěn)健且可擴(kuò)展的技術(shù)路徑，標(biāo)志了多肽藥物發(fā)現(xiàn)領(lǐng)域的重要技術(shù)進(jìn)展。

　　2月18日，相關(guān)研究成果發(fā)表在《美國國家科學(xué)院院刊》（PNAS）上。研究工作得到國家自然科學(xué)基金委員會(huì)的支持。

傳統(tǒng)DNA編碼多肽文庫與基于mFmoc氨基酸純化策略構(gòu)建PDEL的示意圖