Bioorthogonale Chemie, als vielseitige Methode zur selektiven Modifikation von Biomolekülen unter milden physiologischen Bedingungen, hat in den letzten Jahren aufgrund seines breiten Anwendungsspektrums und seiner weitreichenden Wirkung die Aufmerksamkeit der wissenschaftlichen Gemeinschaft auf sich gezogen. Jedoch, reaktive Gruppen (z.B., Alkinyl, Azid, Tetrazin, usw.) in der konventionellen Klick-Chemie kommen in natürlichen Biomolekülen äußerst selten vor, Dies macht die Einführung dieser Gruppen zu einer herausfordernden Aufgabe. Cystein (Cys) ist in Peptiden und Proteinen weit verbreitet, und es wird geschätzt, dass ungefähr 2% von Cystein (Cys) kommt in Naturprodukten vor. Diese Aminosäure, das relativ häufig in Proteinen vorkommt und reich an Thiolgruppen ist, Bietet eine SH-Stelle für die Modifikation von Peptiden und Proteinen, Darauf aufbauend hat die Forschungsorganisation eine orthogonale chemische Modifikationsstrategie auf Basis von Alkylthiopheniumsalzen entwickelt.
Technische Highlights
- Sehr selektiv: Alkylthiopheniumsalze sind in der Lage, Cysteinreste über die S_N2-Reaktion direkt und selektiv orthogonal zu modifizieren, ein Prozess, der unter milden Bedingungen mit hoher Chemoselektivität und Verträglichkeit abläuft.
- Multifunktionale Modifikation: Die Technologie ist in der Lage, ein breites Spektrum funktionaler Strukturen einzuführen, einschließlich PEG-Ketten, fluoreszierende Moleküle, Drogen, Carboborane, Kohlenhydrate, und Peptide, die Funktionalität von Biomolekülen erheblich bereichern.
- Multifunktionale Biokopplung: Die Studie zeigt außerdem, dass die Technologie eine multifunktionale Biokopplung ermöglicht, indem sie anklickbare „Griffe“ wie Alkine und Azide einführt. Dadurch können vielfältige komplexe Biokopplungen flexibel in einem „Zwei-Schritt“ zusammengestellt werden, „Eintopf“-Reaktion, weitere Erweiterung des Anwendungsbereichs der Biomodifikation.
- Erfolgreiche Anwendung auf Proteine: Die Anwendung dieser Technologie auf komplexe Proteine wurde ebenfalls validiert. Wissenschaftlern gelang die Kennzeichnung von Rinderserumalbumin (BSA) unter Verwendung von Alkylthioindigosalzen, Demonstration der Universalität und Wirksamkeit der Methode in komplexen Biomolekülen.
Die orthogonale Biokopplungstechnik auf Basis von Alkylthiopheniumsalzen ist eine effiziente und präzise Modifikationsmethode, Dies stellt ein leistungsstarkes Werkzeug zur effizienten und spezifischen Modifikation von Peptiden und Proteinen dar, und hat eine breite Anwendungsperspektive.
