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鬼筆環肽是一種雙環七肽，含有不尋常的半胱氨酸-色氨酸鍵。 編碼鬼筆環肽合成的基因是死亡帽蘑菇中MSDIN家族的一部分，編碼34個氨基酸的前肽。 脯氨酸殘基位于七個殘基區域的兩側，稍后將變成鬼筆環肽。 翻譯后，必須對肽進行蛋白水解切除，環化，羥基化，使Trp-Cys交聯形成色氨酸，并差向異構化以形成D-Thr。 這些步驟的順序和確切的生化機理尚未*了解。 目前的看法是，必要的生物合成基因聚集在MSDIN基因附近。
34-mer的第一個翻譯后修飾是通過脯氨酰寡肽酶（POP）進行蛋白水解切割，以去除10個氨基酸的“前導"肽。 然后，POP通過氨基酸1（Ala）和氨基酸7（Pro）之間的轉肽作用使七肽Ala-Trp-Leu-Ala-Thr-Cys-Pro環化。 據信，接下來將通過Trp-Cys交聯形成色氨酸。
由于鬼筆環肽因其結合和穩定肌動蛋白聚合物的能力而被開發利用，但細胞無法輕易吸收，因此科學家發現鬼筆環肽衍生物在研究中更有用。 本質上，它遵循典型的使用羥脯氨酸的小肽合成。 合成的主要困難是色氨酸的形成（半胱氨酸-色氨酸交聯）。
鬼筆環肽的第一個全合成是通過固相和溶液相合成的組合實現的。 合成鬼筆環肽的物理和化學性質與天然鬼筆環肽相同。
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