以具有化學(xué)選擇性的方式實(shí)現(xiàn)多肽和蛋白質(zhì)的修飾方法,在化學(xué)生物學(xué)和治療藥物的開(kāi)發(fā)特別重要。其中,較低豐度和不帶電荷的氨基酸殘基是形成較少異質(zhì)綴合物和保持生物功能的主要目標(biāo),在藥理學(xué)、生物技術(shù)和化學(xué)生物學(xué)中有著廣泛的應(yīng)用。醫(yī)學(xué)相關(guān)偶聯(lián)物的開(kāi)發(fā),例如抗體藥物偶聯(lián)物(ADC)和靶向共價(jià)抑制劑(TCIs),改進(jìn)了基于蛋白質(zhì)的診斷和治療方法,并提高了溶解度和生物利用度。過(guò)去,生物正交偶聯(lián)可以在微觀(guān)角度下完成。通過(guò)生物工程的氨酰-tRNA 合成酶/tRNA (aaRS/tRNA)即可在多肽鏈中進(jìn)行位點(diǎn)選擇性摻入非天然氨基酸來(lái)控制。而天然蛋白質(zhì)的化學(xué)修飾反之則更容易批量生產(chǎn),屬于相對(duì)使用者友好的標(biāo)記方法。2019年,CNRS的Sebastien G. Gouin教授利用了電化學(xué)方法實(shí)現(xiàn)了酪氨酸的生物共軛,創(chuàng)造了 eY-click 以激活生物兼容性介質(zhì)中的苯脲唑(PhUr)。不過(guò),除了PhUr外,N-甲基苯脲唑(NMePhUr)和 N-甲基魯米諾(NMeLum)衍生物也有機(jī)會(huì)實(shí)現(xiàn)與酪氨酸的結(jié)合。

圖片來(lái)源:Chem. Sci.
于是,該課題組近期在Chem. Sci.上發(fā)表了使用PhUr、NMePhUr 和 NMeLum 衍生物進(jìn)行的 eY-click 偶聯(lián)反應(yīng)的比較。將各種偶聯(lián)底物在與酪氨酸結(jié)合后的局限性、優(yōu)勢(shì)和相對(duì)效率進(jìn)行整體評(píng)估。

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該研究發(fā)現(xiàn),反應(yīng)結(jié)果證明NMeLum 是其中最具高效率的底物。在電化學(xué)活化后顯示出其對(duì)多肽和生物相關(guān)蛋白質(zhì)的完全 Y 化學(xué)選擇性。

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此外,他們也通過(guò)質(zhì)譜分析觀(guān)察到期間從未觀(guān)察到的對(duì)親核或雜芳族氨基酸(例如賴(lài)氨酸或色氨酸)的副反應(yīng)。

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此外,他們也利用了肌紅蛋白、牛血清白蛋白、植物甘露糖苷酶、葡萄糖氧化酶和治療相關(guān)的抗體曲妥珠單抗作為生物分子目標(biāo),通過(guò) eY-click 的產(chǎn)物進(jìn)一步進(jìn)行疊氮-炔環(huán)化(SPAAC)引入熒光探針標(biāo)記。

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參考文獻(xiàn):Luminol anchors improvethe electrochemicaltyrosine-click labelling of proteins
Chem. Sci. 2021, DOI: 10.1039/d1sc04809k
原文作者:Sebastien Depienne,*Dimitri Alvarez-Dorta, Mikael Croyal, Ranil C. T. Temgoua, Cathy Charlier,David Deniaud, Mathieu Mevel, Mohammed Boujtita and Sebastien G. Gouin*
https://pubs.rsc.org/en/content/articlepdf/2021/sc/d1sc04809k?page=search