分享一篇发表在JACS上的文章：Metallo-coiled Coil Stabilization via Chemical Cross-Linking: Implications for Gd(III)-Based MRI Contrast Agents，通讯作者是来自伯明翰大学的Anna F. A. Peacock教授，该课题组的研究方向是功能性金属肽设计和应用。

卷曲螺旋是一类多功能的受蛋白质启发的金属结合配体，具有明确的序列与结构。卷曲螺旋为设计具有高特异性和可调特性的金属结合位点提供了一个多功能配体平台，在许多情况下，它们的性能优于传统的小分子配体。作者之前已经表明，与基于Gd（III）的MRI核磁共振造影剂临床小分子相比，Gd（III）结合的卷曲螺旋可以表现出更优异的性能。然而，它们往往受到稳定性差的限制，特别是在生理条件下。Gd（III）卷曲螺旋在防止有毒 Gd（III）释放方面仍面临挑战，这仍然是临床转化的障碍。

因此，为了应对这一挑战，本文作者介绍了一种共价螺旋间异肽交联策略，该策略显著增强了用作MRI造影剂的镧系元素结合卷曲螺旋的热力学、动力学和蛋白水解稳定性，这种稳定水平对于推进金属卷曲螺旋进入临床应用至关重要。为了解决稳定性的问题，作者基于交联类似物（MB1-2），在不稳定的 Asnd-Aspa-Gd（III）结合位点附近引入一层异肽螺旋间交联，以产生KH2-20X。在KH2-20X中，第20位谷氨酸和相邻链的赖氨酸反应，以在金属结合位点附近产生螺旋间异肽交联。

随后，作者评价了金属卷曲螺旋的稳定性。首先通过热变性CD实验，作者研究异肽交联对卷绕线圈稳定性的影响，发现KH2-20X 表现出比其非交联类似物 MB1-2 更高的热稳定性。通过天然质谱，作者发现Ln（III）与 KH2-20X 结合的金属化程度显著升高，MB1-2 仅显示出10-15%的金属化，而KH2-20X表现出近乎完全的金属化。此外，Tb（KH2-20X）的log Ka为13.9 ± 0.1，这种结合亲和力说明KH2-20X 中共价交联所赋予的实质性热力学稳定性。最后作者还证明了交联可以提高其动力学稳定性和蛋白水解稳定性。

为了揭示该策略在核磁共振成像中的应用潜力，作者通过1H弛豫研究和分子动力学模拟表明，此类潜在的MRI造影剂通过第二球体水配位机制发挥作用，优化的交联在临床相关场强下将MRI功效提高了约 30%，凸显了其作为下一代 MRI 造影剂设计原则的潜力。

总而言之，本文作者通过化学交联实现金属卷曲稳定，并结合MRI造影剂Gd（III）增强核磁共振成像。

本文作者：MB

责任编辑：LZ

DOI：10.1021/jacs.5c13620

原文链接：https://doi.org/10.1021/jacs.5c13620