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科学家们找到了使铜催化点击化学具有生物相容

2019-05-24 10:59:08 医疗设备188℃

  科学家们找到了使铜催化点击化学具有生物相容性的方法

  2011年7月19日

  生物分子成像可以揭示关于细胞内部运作的大量信息,并且最有吸引力的成像目标之一是聚糖 - 糖类在生物体中普遍存在且在细胞表面上非常丰富。对聚糖进行成像需要对其进行标记或标记。这样做的最佳技术之一是称为点击化学的技术。点击化学的原始版本只能用于体外细胞,而不能用于活生物体,因为该技术涉及铜的催化作用,铜在高微摩尔浓度下是有毒的。可以安全地在生物体中使用无铜点击化学,但在反应动力学和目标特异性方面并不总是最佳的。现在,已经引入了一种点击化学变体,它保留了原始反应的铜催化剂 - 以及它的速度和特异性 - 但对体内细胞是安全的。研究人员与劳伦斯伯克利国家实验室(伯克利实验室)合作,纽约Yeshiva大学阿尔伯特爱因斯坦医学院的研究人员发现了一种使铜催化点击化学具有生物相容性的方法。通过添加配体可以最大限度地减少铜的毒性,但仍然可以催化点击化学反应,研究人员可以安全地使用它们在生物体中的反应。与无铜点击化学反应(可能需要长达一个小时)相比,配体加速的铜催化点击化学反应可在3-5分钟内实现有效标记。铜催化剂的存在还使得这种新的点击化学配方能够更具靶标特异性,同时减少背景副反应。

  “这种用于铜催化点击化学的新型加速配体的发现应该为铜提供有效的补充工具 - 免费点击化学,“伯克利实验室分子铸造厂的化学家,与阿尔伯特爱因斯坦医学院的彭武共同领导的研究员刘毅说:“无铜点击化学可能对整个动物成像实验有利。

   作为小鼠的成像,“Liu说,”我们的配体加速铜反应更适合于富集糖蛋白进行鉴定。“配体加速铜催化反应用于标记重组糖蛋白中的聚糖,细胞中的糖蛋白活细胞表面的裂解物,糖蛋白和活体斑马鱼胚胎中的糖缀合物。由于斑马鱼胚胎在其发育的最初24小时内是透明的,它允许通过分子成像技术检测标记的聚糖,使其成为发育的非常有用的模型。生物学研究。相关故事研究表明,抗抑郁药可以拯救人们免于致命的败血症用于治疗PD患者科学家揭示了与衰老相关的破坏性细胞效应“基于我们的结果”,彭武表示,“我们相信配体加速的铜催化点击化学代表了一种强大且高度适应性的生物共轭工具,通过发现更多功能的催化剂体系,为进一步改进提供了巨大希望。”点击化学, 2002年由斯克里普斯研究所的诺贝尔奖获得者化学家Barry Sharpless利用铜催化的叠氮化物 - 炔烃环加成(CuAAC)反应,使得某些化学结构单元可以“点击”。在一个不可逆转的联系中,类似于乐高积木的攫取。虽然该技术立即被证明对于将小分子探针连接到试管或固定细胞中的各种生物分子是有价值的,但由于铜催化剂,它不能用于活细胞或生物体中的生物分子标记。2007年,Carolyn Bertozzi,化学家他与伯克利实验室,加州大学伯克利分校和霍华德休斯医学研究所共同任命,领导了一项研究工作,该研究产生了无铜版点击化学。在这个版本中,聚糖被代谢标记为叠氮化物 - 一个具有三个氮原子的官能团 - 通过使用不需要铜催化剂的环辛炔试剂进行的反应。凭借其最新的试剂biarylazacyclooctynone(BARAC),Bertozzi和她的团队提供了无铜点击化学技术,可提供相对快速的反应动力学和生物分子标记所需的生物正向性。然而,该技术只能用于可以用叠氮化物标记的生物分子。“我们的生物 - 良性配体加速的铜催化点击化学反应释放生物共轭,从而只能用叠氮化物标记的生物分子实现连接。” ;刘说。 “现在,末端炔烃残基也可以掺入生物分子中并在体内检测。”来源:DOE /劳伦斯伯克利国家实验室

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