今天推薦一篇Angewandte Chemie International Edition的文章，通訊作者是韓國基礎(chǔ)科學(xué)研究所的Sungwoo Hong 和Jeabong Jang。
利用可見光光催化進行位點特異性的生物偶聯(lián)策略，能夠?qū)崿F(xiàn)在較為溫和的反應(yīng)條件下選擇性地修飾生物分子，是生物偶聯(lián)備受關(guān)注的領(lǐng)域。然而，這方面的策略目前仍存在對其他親核性氨基酸容忍度低、被修飾的肽段大小受限、需要額外的金屬催化劑或氧化劑、有機溶劑依賴等局限，導(dǎo)致其生物兼容性不夠高。本文基于自由基巰基-烯的點擊化學(xué)反應(yīng)，發(fā)展了一種策略能夠在可見光誘導(dǎo)下，在無金屬、無氧化劑地參與下，實現(xiàn)與水兼容的半胱氨酸高效、特異性的生物偶聯(lián)。
此前，其課題組開發(fā)了一例有機光催化劑Q1，基于喹諾酮的色變單元，在可見光誘導(dǎo)下，成功實現(xiàn)了吡啶不同的功能化，這個反應(yīng)在1:1的DMF:磷酸鹽水溶液中也能夠獲得不錯的量子產(chǎn)率，因此，作者思考假如在光敏熒光團Q1骨架的合適位置上加入烯烴的部分是不是就能夠通過與半胱氨酸殘基的生物偶聯(lián)過程來實現(xiàn)熒光團與生物分子的直接組裝。因此，作者設(shè)計并合成了探針QPEG，其中，八個PEG是為了增加化合物的水溶性已增加反應(yīng)與水的兼容性。隨后，作者先后進行氨基酸和多肽與QPEG的反應(yīng)，發(fā)現(xiàn)在1:9的DMF:磷酸鹽水溶液中，藍光照射下，QPEG均能與氨基酸或多肽上的半胱氨酸發(fā)生高特異性的偶聯(lián)反應(yīng)，對其他各類氨基酸都具有很高的兼容性。且這個反應(yīng)只標記游離的半胱氨酸，對二硫鍵不反應(yīng)，若需對二硫鍵上的半胱氨酸進行標記，只需加入還原劑TCEP。此外，作者還利用這個策略對蛋白進行了標記Ub K63C和BSA均實現(xiàn)了預(yù)期的半胱氨酸特異性偶聯(lián)。通過引入催化劑QCAT，還能夠?qū)⑻结楺PEG的熒光團換成生物素等相關(guān)分子，對含半胱氨酸的生物分子實現(xiàn)不同標簽的標記。
作者還對機理機理進行了探究，是基于氫原子轉(zhuǎn)移的自由基巰基-烯反應(yīng)。這個高效、簡單且與水兼容的點擊反應(yīng)，有望在生物醫(yī)藥方面進行拓展應(yīng)用。
本文作者：CXM
責(zé)任編輯：LZH
原文地址：
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.202010217
原文引用：DOI：10.1002/anie.202010217
