引言

伪脯氨酸二肽（Pseudoproline Dipeptide，缩写ψ Pro）是一类在Fmoc固相多肽合成中用于临时保护丝氨酸（Ser）、苏氨酸（Thr）和半胱氨酸（Cys）侧链的构筑单元。它通过侧链羟基或巯基与丙酮衍生物缩合形成恶唑烷环或噻唑烷环，其环状结构在构象上与脯氨酸相似，因而得名。这种特殊结构赋予了它在多肽化学中独特的功能——在不改变最终肽链序列的前提下，临时破坏肽链的规则二级结构，从而显著提升长肽和难加工肽的合成效率与产品纯度。

一、临时保护与构象控制

在Fmoc固相多肽合成中，含有Ser、Thr、Cys的肽段容易通过链间氢键形成β-折叠，导致肽链在树脂上发生聚集，合成效率急剧下降。伪脯氨酸二肽引入肽链后，其类脯氨酸环状结构在肽酰胺主链中产生一个“扭结”，这一扭结破坏了负责聚集的链间氢键，显著增强肽链在有机溶剂中的溶解度。在合成完成后，该结构只需用三氟乙酸处理即可裂解，恢复为天然氨基酸残基。

二、提升肽合成效率与纯度

伪脯氨酸二肽的本质意义在于：它以一种短暂、无痕的方式优化了整个合成过程。随着肽链的增长，树脂上发生物理聚集是常见的合成瓶颈，伪脯氨酸则通过破坏β-折叠的形成打破了这一限制。合理使用伪脯氨酸已成功实现了100个以上氨基酸残基的超长肽合成。工业应用中，在十肽的液相片段缩合中引入伪脯氨酸成功实现了无消旋化偶联，否则在5+5缩合步骤中约有20%的消旋产物。

三、助力环肽的合成

环肽因构象固定而具有更优的代谢稳定性和靶向选择性，但线性前体的头尾环化是其合成的难点。伪脯氨酸在肽链中产生的扭结增加了线性肽的柔性，使两端更容易接近，从而提高了环化产率并加速反应速率。在促红细胞生成素的糖肽结构域和大肠杆菌核糖核苷酸还原酶R2亚基的半合成中，伪脯氨酸策略都已成功应用。

四、推动难合成肽与药物研发

跨膜肽、聚集性抗菌肽、疏水区域密集的肽激素等曾被视为“难以合成”或“无法合成”的目标肽，如今因伪脯氨酸的构象调控而得以实现。在药物化学中，伪脯氨酸二肽可作为药效改善模块引入先导肽链中，不仅调控其生物折叠效率，还能用于研究肽链的构效关系。此外，伪脯氨酸修饰还应用于神经肽的主动跨血脑屏障递送研究，可增加肽类药物穿越血脑屏障的能力及其与特定靶受体的结合亲和力。

五、伪脯氨酸二肽核心应用流程

伪脯氨酸二肽的本质是一种可逆的、无痕的构象控制工具。它并不改变最终多肽的天然序列，而是通过短暂的“扭结”结构改善了整个合成过程的质量与效率。对于从事多肽合成、环肽设计与肽类药物开发的研究者而言，深入掌握伪脯氨酸二肽的设计与使用策略，是通往难合成肽高效构建之路的关键一步。