通過改變裂解條件以及對內含肽進行適當修飾，可以生物合成c端帶有硫酯鍵或N端帶有半光氨酸的蛋白質分子。
兩種蛋白質混合以后，硫酯鍵和半光氨酸利用“自然化學連接”(native chemical ligation)的原理進行自發的連接反應，在硫酯和半光氨酸之間形成肽鍵，從而將兩種蛋白質連接起來。自然化學連接是從蛋白質半合成研究中發展起來的技術 ，其基本原理是，C端帶有硫酯的合成肽與N端帶有半光氨酸的合成肽或蛋白質混合后，硫酯和半光氨酸之間會發生高效的化學選擇性反應，形成的硫酯鍵將兩個蛋白質分子連接起來，隨后的S- N的酰基重排將硫酯鍵轉變為肽整個過程除了沒有發生Asn的環化以外，與內含肽的作用機理基本一致。
但是，自然化學連接法不能在細胞中表達C末端硫酯蛋白，而且固相合成的肽鏈長度也有限。