C-末端酰胺化是多肽常见的翻译后修饰，在神经和内分泌系统中发现的活性肽50%以上都有酰胺化修饰。这种a-酰胺结构的存在对维持肽及由肽衍生的相关治疗分子的生物活性极为重要。生物体内，C-末端的酰胺化是通过PAM酶催化切除C-末端甘氨肽前体实现。近年来，光催化或电催化的脱羧功能化技术的迅速发展为多肽C-末端的选择性修饰提供了一种重要手段，该过程通常依赖于强的氧化体系或者需要光敏剂的协助。模拟PAM酶，利用氧气作为绿色氧化剂实现多肽C-末端选择性酰胺化修饰仍然没有突破。然而，实现这一目标面临诸多挑战。一方面，基态氧气氧化裂解羧酸O-H键在动力学上难以进行，必须激活氧气或羧酸官能团。另一方面，由于氧气在催化循环中容易产生活性氧物种，进而使多肽侧链上的多个敏感基团氧化，导致低选择性。
近日，烟台大学谭深鹏和李凤课题组利用反向催化策略，首次提出了路易斯碱性的二苯基二硒醚作为路易斯酸催化剂活化羧酸的催化模式，在光照和有氧条件下，成功实现多肽分子的选择性C-末端酰胺/酰亚胺修饰。该催化策略不仅实现了脱羧氧化反应由过渡金属催化到主族元素的弱相互作用催化的模式转变，而且实现传统途径无法完成的反应。作者通过核磁滴定实验以及Job's plot实验证实二苯基二硒醚与多肽C-末端羧酸存在弱相互作用。通过DFT理论计算进一步明确了催化剂通过氢键和硫键双重作用激活羧酸。NBO分析表明，羧酸中羰基氧的孤对电子与催化剂C1-Se1的反键轨道有相互作用（n(O1)→s*(C1-Se1)）。此外，通过计算催化剂和羧酸形成的复合物的HOMO与LUMO以及自由基捕获实验等，作者提出了硫键介导光驱动的脱羧氧化反应的可能机理。该工作提出的新型羧酸活化模式以及双重非共价催化策略，为经典脱羧反应开拓了全新思路与方向。
相关成果以“Chalcogen-Bonding-Enabled, Light-Driven Decarboxylative Oxygenation of Amino Acid Derivatives and Short Peptides Using O2”为题发表于《Angew. Chem. Int. Ed.》（IF：16.1）。烟台大学药学院2021级本科生李玉政为文章第一作者，谭深鹏博士和李凤博士为论文共同通讯作者。相关工作得到了山东省自然科学基金的资助。
原文链接：https://doi.org/10.1002/anie.202502233
来稿时间：5月9日审核：刘俞斌 责任编辑：徐扬
