Chem:北京大学刘涛团队实现四嗪生物正交反应的超分子调控

如题所述

在化学世界里,北京大学药学院的科研精英们,由刘涛教授领军的团队,向我们揭示了一项革命性的突破——超分子调控下的四嗪生物正交反应。他们开发出了一种全新的策略,将超分子主客体识别技术与四嗪的生物化学特性相结合,实现了对这一关键反应活性的精准、生物兼容的调控(Reversible control of tetrazine bioorthogonal reactivity by naphthotube-mediated host-guest recognition,Chem, 2023年6月15日)。



生物正交化学反应,作为化学生物学的前沿领域,其在生命科学中的应用已不可或缺。特别是四嗪参与的Diels–Alder反应,因其在蛋白质化学修饰及生物医学研究中的卓越性能,成为了科学家们关注的焦点。然而,传统调控手段往往涉及光催化或电化学,存在毒性问题且操作复杂。刘涛团队的创新,就是为这一问题提供了新的解决方案。



他们的策略基于超分子萘管与四嗪的高亲和力结合。萘管,作为主体,能识别并包络生物分子上的苯基四嗪,通过非共价方式抑制其生物正交反应活性,实现了调控的可逆性。这一发现,不仅适用于荧光分子、糖、氨基酸、核酸和蛋白质等众多生物大分子,还能通过竞争性小分子的加入,恢复其活性,为四嗪化学的应用领域开辟了新的可能(图1:超分子萘管调控四嗪生物正交反应示意图)。



在抗体药物偶联物的制备中,他们通过顺序IEDDA反应,实现了对抗体的定点、温和多标记,为临床治疗带来了新的可能性(图2、3:顺序IEDDA反应策略实现活细胞多靶点高效成像)。活体内,他们还展示了在小鼠体内实现四嗪生物正交反应活性的可逆调控,这项技术对于生物标记和药物传递具有显著意义(图4:小鼠活体内调控四嗪生物正交反应活性)。



这项突破性工作展示了刘涛团队在化学生物领域的卓越贡献,他们通过超分子调控,不仅提升了反应的可控性,还展示了极高的生物兼容性和操作便捷性。南开大学的曹文兵博士生、北京大学的王浩宇同学、以及深圳大学的权茂副研究员等,都在这一研究中扮演了关键角色(图5:研究团队贡献图)。他们的成果,无疑将推动生物正交化学领域的进步,为生命科学研究提供更为精确和友好的工具。



尽管本文仅为信息交流,但这一创新无疑将深远影响未来的研究和实践。记住,科学探索的道路总是充满挑战,而刘涛团队的这一突破,无疑为我们带来了新的希望和机遇。

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