Bioorthogonale chemie, als een veelzijdige methode voor selectieve modificatie van biomoleculen onder milde fysiologische omstandigheden, heeft de afgelopen jaren de aandacht van de wetenschappelijke gemeenschap getrokken vanwege het brede scala aan toepassingen en verreikende impact. Echter, reactieve groepen (bijv., alkynyl, azide, tetrazine, enz.) in conventionele klikchemie zijn uiterst zeldzaam in natuurlijke biomoleculen, waardoor de introductie van deze groepen een uitdagende taak is. Cysteïne (Cys) is wijdverbreid aanwezig in peptiden en eiwitten, en naar schatting is dat ongeveer 2% van cysteïne (Cys) is aanwezig in natuurlijke producten.Dit aminozuur, dat relatief overvloedig is aan eiwitten en rijk is aan thiolgroepen, biedt een SH-plaats voor de modificatie van peptiden en eiwitten, op basis waarvan door de onderzoeksorganisatie een orthogonale chemische modificatiestrategie op basis van alkylthiofeniumzouten is ontwikkeld.
Technische hoogtepunten
- Zeer selectief: Alkylthiofeniumzouten kunnen cysteïneresiduen direct en selectief orthogonaal modificeren via S_N2-reactie, een proces dat plaatsvindt onder milde omstandigheden met hoge chemoselectiviteit en compatibiliteit.
- Multifunctionele modificatie: De technologie is in staat een breed scala aan functionele structuren te introduceren, inclusief PEG-ketens, fluorescerende moleculen, medicijnen, carbaboranen, koolhydraten, en peptiden, waardoor de functionaliteit van biomoleculen aanzienlijk wordt verrijkt.
- Multifunctionele biokoppeling: Uit het onderzoek blijkt verder dat de technologie multifunctionele biokoppeling mogelijk maakt door klikbare ‘handvatten’ zoals alkynen en aziden te introduceren.. Dit betekent dat een verscheidenheid aan complexe biokoppelingen flexibel in twee stappen kan worden geassembleerd, eenpot-reactie, het verder verbreden van de reikwijdte van biomodificatietoepassingen.
- Succesvolle toepassing op eiwitten: De toepassing van deze technologie op complexe eiwitten is ook gevalideerd. Wetenschappers hebben met succes runderserumalbumine gelabeld (BSA) met behulp van alkylthioindigozouten, het aantonen van de universaliteit en effectiviteit van de methode in complexe biomoleculen.
De orthogonale biokoppelingstechniek op basis van alkylthiofeniumzouten is een efficiënte en nauwkeurige modificatiemethode, dat een krachtig hulpmiddel biedt voor efficiënte en specifieke modificatie van peptiden en eiwitten, en heeft een breed toepassingsperspectief.
