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生物正交化学原理介绍-2022诺奖

发布时间:2022-10-23   点击次数:235次

瑞典105日宣布,将2022年诺贝尔化学奖授予了斯坦福大学的Carolyn R. Bertozzi、哥本哈根大学的Morten Meldal、以及美国Scripps研究所的K. Barry Sharpless,以表彰他们在发展点击化学(Click Chemistry)生物正交化学(Bioorthogonal Chemistry)方面的贡献。


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生物正交化学

在此基础上,Carolyn R. Bertozzi将点击化学应用进一步拓展到生物领域并提出了生物正交化学的概念。20世纪90年代,由于缺乏有效的聚糖示踪工具,她在解析一种聚糖如何将免疫细胞吸引到淋巴结时遇到困难。鉴于唾液酸(Sia)是细胞表面的一种糖,要研究Sia在体内如何转化以及在细胞表面怎么分布,就得先想办法标记它。既然直接标记难度高,我们可以通过标记合成Sia的原料(即使用Ac4ManNAz)来实现间接标记。由于引入的叠氮基团很小,Ac4ManNAz依然可以在体内被转化为SiaNAz。然后再注射带环炔基的FLAG标记物,当该FLAG标记物游走到SiaNAz附近时,它们就会“咔嚓"一下连上了,即可显示唾液酸参与构成的聚糖在细胞中的位置。


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Cu-free click chemistry in mice


由于铜离子对生物体是有毒性的,Carolyn R. Bertozzi研究出一种不依赖铜催化的化学反应,名为“应变促进的炔烃-叠氮化物环加成",并证明了它可以在体内用于追踪聚糖,从此扩展了此类反应在各种生物分子体内示踪方面的应用,推进各种疾病机制的研究进程。该反应之所以叫生物正交化学,是因为使用到的修饰配对分子模块在体内不会与其它分子结合,不会干扰正常生化反应,只会与配对的一方反应。


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