點擊化學(xué)在多肽中的應(yīng)用簡介
瀏覽次數(shù):2525 發(fā)布日期:2021-1-29
來源:肽谷生物官網(wǎng)
一、了解點擊化學(xué):
點擊化學(xué)(Click chemistry),又譯為“鏈接化學(xué)”、“速配接合組合式化學(xué)”,是由化學(xué)家巴里·夏普萊斯(K B Sharpless)在2001年引入的一個合成概念,主旨是通過小單元的拼接,來快速可靠地完成形形色色分子的化學(xué)合成。它尤其強調(diào)開辟以碳-雜原子鍵(C-X-C)合成為基礎(chǔ)的組合化學(xué)新方法,并借助這些反應(yīng)(點擊反應(yīng))來簡單高效地獲得分子多樣性。
點擊化學(xué)的代表反應(yīng)為銅催化的疊氮-炔基Husigen環(huán)加成反應(yīng)(Copper-Catalyzed Azide–Alkyne Cycloaddition)。
該反應(yīng)應(yīng)該目前完美指數(shù)最高的點擊化學(xué)反應(yīng), 疊氮和炔基在一價銅的催化下可以區(qū)域選擇性地生成如圖所示的三唑環(huán)。經(jīng)過研究發(fā)展,這個反應(yīng)還產(chǎn)生了2.0版本,即使用使用環(huán)狀炔烴(二苯并環(huán)辛炔,DBCO, Dibenzocyclooctyne,見下圖)代替普通炔烴,無需再加銅鹽催化,解決了銅離子使生物物質(zhì)失活的問題。這個反應(yīng)有很多優(yōu)點,比如產(chǎn)率高、無副產(chǎn)物、高選擇性(立體,區(qū)域)、對水氧不敏感、反應(yīng)條件溫和、底物選擇廣、后處理簡單等。
在我們高分子化學(xué)如蛋白質(zhì)、DNA、多肽等研究中,由于分子本身的大分子量、大體積等原因,使很多官能團(tuán)一旦引入到這些大分子中,反應(yīng)效率就會大大降低,而點擊化學(xué)的一個重要優(yōu)點---高效性,迎和了高分子化學(xué)家對高分子反應(yīng)的要求。在生物化學(xué)中,蛋白質(zhì)、DNA、多肽等也屬于大分子,同時又處于細(xì)胞環(huán)境以及有水環(huán)境中,對于這些物質(zhì)的可控化學(xué)反應(yīng)就更加困難,而點擊化學(xué)的特性為為解決這種生物環(huán)境中的可控化學(xué)反應(yīng)困難提供了解決方案。
二、點擊化學(xué)在多肽中的應(yīng)用:
在多肽中應(yīng)用點擊化學(xué),我們需要兩步:
第一,根據(jù)結(jié)構(gòu)需要,在多肽中引入炔基;第二,在多肽中引入疊氮基。
下面我們以肽段Ala-Ala-Ala-Ala為例,介紹一些常用的引入方法。
1. 引入炔基:
1). 己炔酸修飾;
2). 戊炔酸修飾;
3). 炔丙基甘氨酸;
4). DBCO環(huán),如DBCO-PEG4,DBCO-Acid,DBCO-NHS,以DBCO-Acid為例;
2. 引入疊氮基:
1). 引入疊氮乙酸;
2). 引入疊氮戊酸;
3). 引入疊氮己酸;
4). 引入側(cè)鏈疊氮化Lys;
4). 引入疊氮PEG,以疊氮PEG6為例;