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刘怡、吴鹏找到使铜催化点击反应能用于活体细胞的新方法
来源:美国物理学家组织网 | 2011/8/6 7:39:06 | 浏览:1562 | 评论:0

美国科学家找到了一种使铜催化点击化学反应具有更好生物兼容性的新方法,并已能在活体细胞中安全地使用。新方法是添加一个能将铜的毒性降到最低,同时仍能使铜催化点击化学反应的配位体。

生物分子成像能显示大量与细胞的内部工作有关的信息,科学家们最希望的一个成像对象是聚糖,聚糖在活的有机体中无所不在,其在细胞表面也非常丰富。给一个聚糖成像需要给它贴上标签,现在,将这项工作完成得最好的一种技术是点击化学。点击化学是通过小单元的拼接来快速可靠地完成形形色色分子的化学合成,其代表反应为铜催化的叠氮-炔基Husigen环加成反应。

尽管科学家们很快就证明,点击化学能将小分子探测器依附于试管内的生物分子或固定的细胞上,但因为铜在微摩尔级浓度比较高的情况下有毒,不能用它来给活体细胞内或活的有机体内的生物分子贴标签。也有能在活的有机体内安全使用的、没有铜参与的点击化学反应,但其反应动力和针对特定目标的专一性并不是总能达到最优。

劳伦斯伯克利国家实验室的刘怡和纽约叶史瓦大学阿尔伯特·爱因斯坦医学院的吴鹏领导的科研团队研发出了这种新方法。没有铜参与的点击化学反应需要进行1小时,而新的配位体加速的铜催化点击化学反应只需3分钟到5分钟就能有效地完成贴标签的工作。铜的参与也使新形式的点击化学更专注于特定的目标;发生的背景副反应也更少,而且,其对试管内的细胞也非常安全。

刘怡表示,没有铜参与的点击化学反应对动物成像实验(诸如实验老鼠的成像试验)都大有裨益,而最新的配位体加速的铜催化点击反应更适合浓缩糖蛋白类的鉴定和识别。

科学家们也使用了新的配位体加速的铜催化点击反应给重组的糖蛋白、细胞裂解液中的糖蛋白、活细胞表面的糖蛋白、活斑马鱼胚胎内的糖蛋白中的聚糖贴上了标签。在其发育的第一个24小时内,斑马鱼胚胎是透明的,这就使科学家通过分子成像技术能探测到贴了标签的聚糖,斑马鱼胚胎据此也成为发育生物学研究的有用模型。

吴鹏表示:“研究表明,新的配位体加速的铜催化点击化学反应是一个功能强大的、高适应性的生物偶联工具,通过对其进一步改进,我们可以发现更多多功能的催化系统。”

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