stringtranslate.com

Биоконъюгация

Моноклональное антитело ибритумомаб, конъюгированное с тиуксетаном

Биоконъюгация — это химическая стратегия для формирования стабильной ковалентной связи между двумя молекулами, по крайней мере одна из которых является биомолекулой . Методы конъюгации биомолекул применяются в различных областях, включая медицину, диагностику, биокатализ и материалы. Синтетически модифицированные биомолекулы могут иметь различные функции, такие как отслеживание клеточных событий, выявление функции фермента , определение биораспределения белка , визуализация специфических биомаркеров и доставка лекарств в целевые клетки. [1] [2] [3] [4]

Биоконъюгация является важнейшей стратегией, которая связывает эти модифицированные биомолекулы с различными субстратами . Помимо применения в биомедицинских исследованиях, биоконъюгация в последнее время также приобрела значение в нанотехнологиях, таких как биоконъюгированные квантовые точки .

Наиболее распространенные типы биоконъюгации включают соединение небольшой молекулы (например, биотина или флуоресцентного красителя) с белком. Конъюгаты антитело-лекарство, такие как брентуксимаб ведотин и гемтузумаб озогамицин, являются примерами, попадающими в эту категорию. [5] Другие менее распространенные молекулы, используемые в биоконъюгации, это олигосахариды , нуклеиновые кислоты , синтетические полимеры, такие как полиэтиленгликоль , [6] и углеродные нанотрубки . [7] Конъюгации белок-белок, такие как соединение антитела с ферментом или связывание белковых комплексов, также облегчаются посредством биоконъюгации. [8] [9]

Распространенные реакции биоконъюгации

Синтез биоконъюгатов включает в себя множество проблем, начиная от простого и неспецифического использования флуоресцентного красителя- маркера и заканчивая сложным дизайном конъюгатов антител с лекарственными средствами . [1] [3] Были разработаны различные реакции биоконъюгации для химической модификации белков. Распространенными типами реакций биоконъюгации на белках являются связывание остатков аминокислот лизина , цистеина и тирозина , а также модификация остатков триптофана и N- и C-концов . [1] [3] [4]

Однако эти реакции часто не обладают хемоселективностью и эффективностью, поскольку они зависят от присутствия нативных аминокислот, которые присутствуют в больших количествах, что затрудняет селективность. Растет потребность в химических стратегиях, которые могут эффективно присоединять синтетические молекулы к белкам. Одна из стратегий заключается в том, чтобы сначала установить уникальную функциональную группу на белок, а затем использовать биоортогональную реакцию для связывания биомолекулы с этой уникальной функциональной группой. [1] Биоортогональные реакции, нацеленные на ненативные функциональные группы, широко используются в химии биоконъюгации. Некоторые важные реакции - это модификация кетонов и альдегидов , лигирование Штаудингера с органическими азидами , катализируемое медью циклоприсоединение азидов по Хьюзгену и стимулируемое напряжением циклоприсоединение азидов по Хьюзгену. [10] [11] [12] [13]

О природных аминокислотах

Реакции лизинов

Нуклеофильный остаток лизина обычно является целевым сайтом в биоконъюгации белка, как правило, через амино -реактивные N -гидроксисукцинимидиловые (NHS) эфиры . [3] Чтобы получить оптимальное количество депротонированных остатков лизина, pH водного раствора должен быть ниже pKa аммонийной группы лизина , который составляет около 10,5, поэтому типичный pH реакции составляет около 8 и 9. Обычным реагентом для реакции связывания является NHS-эфир (показан в первой реакции ниже на рисунке 1 ), который реагирует с нуклеофильным лизином через механизм ацилирования лизина . Другими подобными реагентами являются изоцианаты и изотиоцианаты , которые подвергаются аналогичному механизму (показано во второй и третьей реакциях на рисунке 1 ниже). [1] Бензоилфториды (показаны в последней реакции ниже на рисунке 1 ), которые позволяют модифицировать лизин в белках в мягких условиях (низкая температура, физиологический pH ), были недавно предложены в качестве альтернативы классически используемым лизин-специфичным реагентам. [14]

Рисунок 1. Стратегии биоконъюгации остатков лизина.png

Реакции цистеинов

Поскольку свободный цистеин редко встречается на поверхности белка, он является отличным выбором для хемоселективной модификации. [15] В основных условиях остатки цистеина будут депротонироваться с образованием тиолатного нуклеофила, который будет реагировать с мягкими электрофилами , такими как малеимиды и иодацетамиды (показано в первых двух реакциях на рисунке 2 ниже). В результате образуется связь углерод-сера . Другая модификация остатков цистеина включает образование дисульфидной связи (показано в третьей реакции на рисунке 2 ). Восстановленные остатки цистеина реагируют с экзогенными дисульфидами, образуя новую дисульфидную связь на белке. Для проведения реакции часто используется избыток дисульфидов, таких как 2-тиопиридон и 3-карбокси-4-нитротиофенол. [1] [3] Было показано, что электронодефицитные алкины селективно реагируют с остатками цистеина белков в присутствии других нуклеофильных аминокислотных остатков. В зависимости от замены алкина эти реакции могут производить либо расщепляемые (при использовании производных алкинона), [16] либо гидролитически стабильные биоконъюгаты (при использовании 3-арилпропионитрилов ; последняя реакция ниже на рисунке 2 ). [17]

Рисунок 2. Стратегии биоконъюгации остатков цистеина.jpg

Реакции тирозинов

Остатки тирозина относительно нереакционноспособны; поэтому они не были популярными целями для биоконъюгации. Недавние разработки показали, что тирозин может быть модифицирован посредством реакций электрофильных ароматических замещений (EAS), и он селективен для ароматического углерода, смежного с фенольной гидроксильной группой. [1] Это становится особенно полезным в случае, когда остатки цистеина не могут быть целевыми. В частности, диазоний эффективно соединяется с остатками тирозина ( соль диазония, показанная в качестве реагента в первой реакции на рисунке 3 ниже), а электроноакцепторный заместитель в 4-м положении соли диазония может эффективно повысить эффективность реакции. Циклические производные диазодикарбоксиамида, такие как 4-фенил-1,2,4-триазол-3,5-дион (PTAD), были зарегистрированы для селективной биоконъюгации на остатках тирозина (вторая реакция на рисунке 3 ниже). [18] Трехкомпонентная реакция типа Манниха с альдегидами и анилинами (последняя реакция на рисунке 3 ) также была описана как относительно селективная по тирозину в мягких оптимизированных условиях реакции. [19]

Рисунок 3. Стратегии биоконъюгации остатков тирозина

Реакции N- и C-концов

Поскольку природные аминокислотные остатки обычно присутствуют в больших количествах, часто бывает сложно модифицировать один единственный сайт. Были разработаны стратегии, нацеленные на концы белка, поскольку они значительно повышают селективность сайта модификации белка. Одна из модификаций N-конца включает функционализацию терминальной аминокислоты. Окисление N-концевых остатков серина и треонина способно генерировать N-концевой альдегид, который может подвергаться дальнейшим биоортогональным реакциям (показано в первой реакции на рисунке 4 ). Другой тип модификации включает конденсацию N-концевого цистеина с альдегидом, генерируя тиазолидин , который стабилен при высоком pH (вторая реакция на рисунке 4 ). Используя пиридоксальфосфат (PLP), несколько N-концевых аминокислот могут подвергаться трансаминированию с образованием N-концевого альдегида , такого как глицин и аспарагиновая кислота (третья реакция на рисунке 4 ).

Рисунок 4. Стратегии биоконъюгации для N-конца.jpg

Примером модификации С-конца является нативное химическое лигирование (НХЛ), представляющее собой соединение между С-концевым тиоэфиром и N-концевым цистеином ( рисунок 5 ).

Рисунок 5. Стратегии биоконъюгации для C-конца.jpg

Биоортогональные реакции: об уникальных функциональных группах

Модификация кетонов и альдегидов

Кетон или альдегид могут быть присоединены к белку посредством окисления остатков N-концевого серина или трансаминирования с помощью PLP. Кроме того, их можно ввести путем включения неприродных аминокислот с помощью метода Тиррелла или метода Шульца. [10] Затем они будут селективно конденсироваться с алкоксиамином и гидразином , образуя производные оксима и гидразона (показано в первой и второй реакциях соответственно на рисунке 6 ). Эта реакция является высокохемоселективной с точки зрения биоконъюгации белка, но скорость реакции низкая. Механистические исследования показывают, что определяющим скорость этапом является дегидратация тетраэдрического промежуточного соединения , поэтому для ускорения этапа дегидратации часто используют слабокислый раствор. [ 2]

Рисунок 6. Стратегии биоконъюгации для воздействия на кетоны и альдегиды.jpg

Введение нуклеофильного катализатора может значительно повысить скорость реакции (показано на рисунке 7 ). Например, при использовании анилина в качестве нуклеофильного катализатора менее заселенный протонированный карбонил становится высокозаселенным протонированным основанием Шиффа . [20] Другими словами, он генерирует высокую концентрацию реактивного электрофила. Затем может легко происходить лигирование оксима, и сообщалось, что скорость увеличивается до 400 раз в слабокислых условиях. [20] Ключевым моментом этого катализатора является то, что он может генерировать реактивный электрофил, не конкурируя с желаемым продуктом.

Рисунок 7. Нуклеофильный катализ лигирования оксима.jpg

Недавние разработки, в которых используются проксимальные функциональные группы, позволили конденсациям гидразона [21] работать при 20 М −1 с −1 при нейтральном pH, в то время как были обнаружены конденсации оксима, которые протекают при 500–10000 М −1 с −1 при нейтральном pH без добавления катализаторов. [22] [23]

Лигирование Штаудингера с азидами

Лигирование Штаудингера азидов и фосфина широко использовалось в области химической биологии. Поскольку оно способно образовывать стабильную амидную связь в живых клетках и животных, оно применялось для модификации клеточной мембраны , визуализации in vivo и других исследований биоконъюгации. [24] [25] [26] [27]


Рисунок 8. Лигирование Штаудингера с азидами.jpg

В отличие от классической реакции Штаудингера, лигирование Штаудингера является реакцией второго порядка , в которой лимитирующим этапом является образование фосфазида (конкретный механизм реакции показан на рисунке 9 ). Трифенилфосфин сначала реагирует с азидом, образуя азаилид через переходное состояние четырехчленного кольца , а затем внутримолекулярная реакция приводит к промежуточному иминофосфорану , который затем даст амидную связь при гидролизе. [28]

Рисунок 9. Механизм лигирования Штаудингера.jpg

Циклизация азидов по Гюйсгену

Циклизация азидов по Хьюзгену, катализируемая медью

Азид стал популярной целью для хемоселективной модификации белков, поскольку он имеет небольшой размер и благоприятный термодинамический реакционный потенциал . Одной из таких реакций азида является реакция циклоприсоединения [3+2] с алкином , но реакция требует высокой температуры и часто дает смеси региоизомеров .

Рисунок 10. Циклизация азидов, катализируемая медью.jpg

Улучшенная реакция, разработанная химиком Карлом Барри Шарплессом , включает катализатор меди (I), который связывает азид с терминальным алкином, что дает только 1,4-замещенные 1,2,3-триазолы с высоким выходом (показано ниже на рисунке 11 ). Механистическое исследование предполагает ступенчатую реакцию. [13] Cu (I) сначала связывается с ацетиленами , а затем реагирует с азидом, образуя шестичленный промежуточный продукт. Процесс очень надежный, так как он происходит при pH в диапазоне от 4 до 12, и сульфат меди (II) часто используется в качестве катализатора в присутствии восстановителя . [ 13]

Рисунок 11. Механизм циклизации азидов, катализируемой медью.jpg

Штамм способствовал циклизации азидов по Хьюзгену

Хотя лигирование Штаудингера является подходящим методом биоконъюгации в живых клетках без значительной токсичности, чувствительность фосфина к окислению воздухом и его плохая растворимость в воде значительно снижают его эффективность. Катализируемая медью(I) азид-алкиновая связь имеет разумную скорость реакции и эффективность в физиологических условиях, но медь представляет значительную токсичность и иногда мешает функциям белков в живых клетках. В 2004 году лаборатория химика Кэролин Р. Бертоцци разработала безметалловое [3+2] циклоприсоединение с использованием напряженного циклооктина и азида . Циклооктин, который является наименьшим стабильным циклоалкином, может соединяться с азидом через [3+2] циклоприсоединение, что приводит к двум региоизомерным триазолам ( рисунок 12 ). [11] Реакция легко происходит при комнатной температуре и, следовательно, может использоваться для эффективной модификации живых клеток без негативных эффектов. Также сообщалось, что введение фторсодержащих заместителей в циклический алкин может значительно ускорить скорость реакции. [2] [29]

Рисунок 12. Циклоприсоединение азидов и циклооктинов, стимулируемое напряжением.jpg

Реакции биоконъюгации, опосредованные переходными металлами

Биоконъюгация на основе переходных металлов была сложной из-за природы биологических условий – водный раствор, комнатная температура, умеренный pH и низкие концентрации субстрата – которые обычно сложны для металлоорганических реакций . Однако в последнее время, помимо катализируемой медью реакции циклоприсоединения [3 + 2] азида и алкина , для реакций биоконъюгации стали применяться все более разнообразные химические превращения, опосредованные переходными металлами, включая метатезис олефинов , алкилирование, арилирование C–H, реакции кросс-сочетания C–C, C–S и C–N . [30] [31]

Алкилирование

О природных аминокислотах

При использовании Rh II -карбеноида, полученного in situ путем активации винилзамещенных диазосоединений с помощью Rh 2 (OAc) 4 , было показано, что триптофаны и цистеины селективно алкилируются в водной среде.

Однако этот метод ограничен поверхностными триптофанами и цистеинами, возможно, из-за стерических ограничений. [34]

Имины, образованные в результате конденсации альдегидов с лизинами или N-концом, могут быть эффективно восстановлены водоустойчивым комплексом [Cp*Ir(bipy)(H 2 O)]SO 4 в присутствии формиат-ионов (служащих источником гидрида). Реакция легко протекает в физиологически соответствующих условиях и приводит к высокой конверсии различных ароматических альдегидов.

Используя предварительно сформированный электрофильный реагент π-аллилпалладий(II), полученный из аллилацетата или карбамата, можно осуществить селективное аллильное алкилирование тирозинов в водном растворе при комнатной температуре и в присутствии цистеинов.

Было показано, что пептиды, содержащие цистеин, подвергаются 1,2-присоединению к алленам в присутствии солей золота(I) и/или серебра(I), образуя гидроксилзамещенные винилтиоэфиры. Реакция с пептидами протекает с высокими выходами и является селективной для цистеинов по сравнению с другими нуклеофильными остатками.

Однако реакционная способность по отношению к белкам значительно снижена, возможно, из-за координации золота с белковым остовом.

Арилирование

О природных аминокислотах

Сообщалось о многочисленных методах достижения арилирования триптофана C–H, где для переноса арильных групп использовались различные электрофилы, такие как арилгалогениды [38] [39] и арилбороновые кислоты [40] (пример показан ниже).

Однако современные условия реакции арилирования триптофана C–H остаются относительно жесткими и требуют органических растворителей, низкого pH и/или высоких температур.

Свободные тиолы считались неблагоприятными для реакций, опосредованных Pd, из-за разложения Pd-катализатора. [41] Однако комплексы окислительного присоединения Pd II (OAC), поддерживаемые диалкилбиарилфосфиновыми лигандами, показали свою эффективность в отношении S-арилирования цистеина.

Первый пример — использование Pd II OAC с RuPhos : [42] Комплекс Pd II , полученный в результате окислительного добавления арилгалогенидов или трифторметансульфонатов и использования RuPhos в качестве лиганда, может хемоселективно модифицировать цистеины в различных буферах с 5% органического сорастворителя при нейтральном pH. Было показано, что этот метод модифицирует пептиды и белки, достигает макроциклизации пептидов (используя бис-палладиевый реагент и пептиды с двумя незащищенными цистеинами) [43] и синтезирует конъюгаты антитело-лекарство (ADC) . Изменение лиганда на sSPhos поддерживает комплекс Pd II достаточно водорастворимым для достижения S-арилирования цистеина в водных условиях без сорастворителя. [44]

Существуют и другие применения этого метода, где комплексы Pd II были получены в виде Pd II -пептидных OAC путем введения 4-галофенилаланина в пептиды во время SPPS для достижения лигирования пептид-пептид или пептид-белок. [45]

В качестве альтернативы непосредственному окислительному присоединению к пептиду, Pd OACs также могут быть перенесены в белок посредством реакции селективного ацилирования амина через эфир NHS. Последний был применен для селективной маркировки остатков лизина на поверхности белка (образуя Pd II -белковые OACs) и олигонуклеотидов (образуя Pd II -олигонуклеотидные OACs), которые затем могут быть связаны с цистеинсодержащими пептидами или белками. [46]

Другой пример белок-белкового перекрестного связывания достигается путем преобразования остатков цистеина в электрофильный S-арил–Pd–X OAC с использованием стратегии внутримолекулярного окислительного присоединения. [47]

Подобно цистеину, N-арилирование лизина может быть достигнуто посредством Pd OAC с различными диалкилбиарилфосфиновыми лигандами . Из-за более слабой нуклеофильности и более медленной скорости восстановительного элиминирования по сравнению с цистеином, выбор поддерживающих лигандов, как показано, имеет решающее значение. Объемные лиганды BrettPhos и t -BuBrettPhos в сочетании с умеренно основным феноксидом натрия использовались в качестве стратегии функционализации лизинов на пептидных субстратах. Реакция происходит в мягких условиях и является селективной по отношению к большинству других нуклеофильных аминокислотных остатков.

О неприродных аминокислотах

Реакции перекрестного сочетания Соногаширы , Хека и Сузуки-Мияуры , опосредованные палладием , широко применялись для модификации пептидов и белков, где были разработаны разнообразные реагенты палладия для применения в водных растворах. [49] Для этих реакций требуется субстрат белка или пептида, несущий неестественные функциональные группы, такие как алкин, [50] [51] [52] арилгалогениды, [53] [54] [55] [56] и арилбороновые кислоты, [57], что может быть достигнуто путем расширения генетического кода или посттрансляционных модификаций.

Примеры прикладных методов биоконъюгации

Факторы роста

Сообщалось о биоконъюгации TGF-β с наночастицами оксида железа и ее активации посредством магнитной гипертермии in vitro. [58] Это было сделано с использованием 1-(3-диметиламинопропил)этилкарбодиимида в сочетании с N-гидроксисукцинимидом для образования первичных амидных связей со свободными первичными аминами на факторе роста. Углеродные нанотрубки успешно использовались в сочетании с биоконъюгацией для связывания TGF-β с последующей активацией ближним инфракрасным светом. [59] Обычно эти реакции включали использование сшивающего агента, но некоторые из них добавляют молекулярное пространство между интересующим соединением и базовым материалом и, в свою очередь, вызывают более высокую степень неспецифического связывания и нежелательной реактивности. [60]

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ abcdefg Стефанопулос Н, Фрэнсис МБ (ноябрь 2011 г.). «Выбор эффективной стратегии биоконъюгации белков». Химическая биология природы . 7 (12): 876–884. дои : 10.1038/nchembio.720. ПМИД  22086289.
  2. ^ abc Tilley SD, Joshi NS, Francis MB (2008). "Белки: химия и химическая реактивность". Wiley Encyclopedia of Chemical Biology . стр. 1–16. doi :10.1002/9780470048672.wecb493. ISBN 978-0470048672.
  3. ^ abcde Francis MB, Carrico IS (декабрь 2010 г.). «Новые рубежи в биоконъюгации белков». Current Opinion in Chemical Biology . 14 (6): 771–773. doi :10.1016/j.cbpa.2010.11.006. PMID  21112236.
  4. ^ ab Kalia J, Raines RT (январь 2010 г.). «Достижения в области биоконъюгации». Current Organic Chemistry . 14 (2): 138–147. doi :10.2174/138527210790069839. PMC 2901115. PMID  20622973 . 
  5. ^ Gerber HP, Senter PD, Grewal IS (2009). «Конъюгаты антител с лекарственными препаратами, нацеленные на сосудистую сеть опухоли: текущие и будущие разработки». mAbs . 1 (3): 247–253. doi :10.4161/mabs.1.3.8515. PMC 2726597 . PMID  20069754. Архивировано из оригинала 2 февраля 2014 г. 
  6. ^ Thordarson P, Le Droumaguet B, Velonia K (ноябрь 2006 г.). «Хорошо определенные конъюгаты белок-полимер — синтез и потенциальные применения». Прикладная микробиология и биотехнология . 73 (2): 243–254. doi :10.1007/s00253-006-0574-4. PMID  17061132. S2CID  23657616.
  7. ^ Yang W, Thordarson P (2007). "Углеродные нанотрубки для биологических и биомедицинских применений". Нанотехнология . 18 (41): 412001. Bibcode :2007Nanot..18O2001Y. doi :10.1088/0957-4484/18/41/412001. S2CID  137867074.
  8. ^ Koniev O, Wagner A (август 2015). «Разработки и последние достижения в области селективных реакций формирования связей эндогенных аминокислот для биоконъюгации». Chemical Society Reviews . 44 (15): 5495–5551. doi : 10.1039/C5CS00048C . PMID  26000775.
  9. ^ Hutchins GH, Kiehstaller S, Poc P, Lewis AH, Oh J, Sadighi R и др. (февраль 2024 г.). «Ковалентная бициклизация белковых комплексов дает прочные четвертичные структуры». Chem . 10 (2): 615–627. Bibcode : 2024Chem...10..615H. doi : 10.1016/j.chempr.2023.10.003. PMC 10857811. PMID  38344167 . 
  10. ^ ab Carrico IS, Carlson BL, Bertozzi CR (июнь 2007 г.). «Внедрение генетически кодируемых альдегидов в белки». Nature Chemical Biology . 3 (6): 321–322. doi :10.1038/nchembio878. PMID  17450134.
  11. ^ ab Agard NJ, Prescher JA, Bertozzi CR (ноябрь 2004 г.). «Промотируемое напряжением [3 + 2] азид-алкиновое циклоприсоединение для ковалентной модификации биомолекул в живых системах». Журнал Американского химического общества . 126 (46): 15046–15047. doi :10.1021/ja044996f. PMID  15547999.
  12. ^ Kolb HC, Finn MG, Sharpless KB (июнь 2001 г.). «Click Chemistry: Diverse Chemical Function from a Few Good Reactions». Angewandte Chemie . 40 (11): 2004–2021. doi :10.1002/1521-3773(20010601)40:11<2004::AID-ANIE2004>3.0.CO;2-5. PMID  11433435.
  13. ^ abc Ростовцев ВВ, Грин ЛГ, Фокин ВВ, Шарплесс КБ (июль 2002). "Пошаговый процесс циклоприсоединения Гюйсгена: катализируемое медью(I) региоселективное "лигирование" азидов и терминальных алкинов". Angewandte Chemie . 41 (14): 2596–2599. doi :10.1002/1521-3773(20020715)41:14<2596::AID-ANIE2596>3.0.CO;2-4. PMID  12203546.
  14. ^ Довгань И, Урсуеги С, Эрб С, Мишель С, Колодич С, Чианферани С и др. (май 2017 г.). «Ацилфториды: быстрая, эффективная и универсальная конъюгация белков на основе лизина с помощью стратегии Plug-and-Play». Химия биоконъюгатов . 28 (5): 1452–1457. doi :10.1021/acs.bioconjchem.7b00141. PMID  28443656.
  15. ^ Fodje MN, Al-Karadaghi S (май 2002). «Возникновение, конформационные особенности и склонности аминокислот к пи-спирали». Protein Engineering . 15 (5): 353–358. doi : 10.1093/protein/15.5.353 . PMID  12034854.
  16. ^ Shiu HY, Chan TC, Ho CM, Liu Y, Wong MK, Che CM (2009). «Электронодефицитные алкины как расщепляемые реагенты для модификации цистеинсодержащих пептидов в водной среде». Химия: Европейский журнал . 15 (15): 3839–3850. doi :10.1002/chem.200800669. PMID  19229937.
  17. ^ Koniev O, Leriche G, Nothisen M, Remy JS, Strub JM, Schaeffer-Reiss C и др. (февраль 2014 г.). «Селективное необратимое химическое мечение цистеина 3-арилпропионитрилами». Bioconjugate Chemistry . 25 (2): 202–206. doi :10.1021/bc400469d. PMID  24410136.
  18. ^ Ban H, Nagano M, Gavrilyuk J, Hakamata W, Inokuma T, Barbas CF (апрель 2013 г.). «Простые и стабильные связи через тирозин: стратегии биоконъюгации с реакцией тирозин-клик». Bioconjugate Chemistry . 24 (4): 520–532. doi :10.1021/bc300665t. PMC 3658467. PMID  23534985 . 
  19. ^ Джоши НС, Уитакер ЛР, Фрэнсис МБ (декабрь 2004 г.). «Трехкомпонентная реакция типа Манниха для селективной биоконъюгации тирозина». Журнал Американского химического общества . 126 (49): 15942–15943. doi :10.1021/ja0439017. PMID  15584710.
  20. ^ аб Дирксен А., Хакенг Т.М., Доусон П.Е. (ноябрь 2006 г.). «Нуклеофильный катализ лигирования оксима». Ангеванде Хеми . 45 (45): 7581–7584. дои : 10.1002/anie.200602877 . ПМИД  17051631.
  21. ^ Kool ET, Park DH, Crisalli P (ноябрь 2013 г.). «Быстрые гидразонные реагенты: электронные и кислотно-основные эффекты сильно влияют на скорость при биологическом pH». Журнал Американского химического общества . 135 (47): 17663–17666. doi :10.1021/ja407407h. PMC 3874453. PMID  24224646 . 
  22. ^ Шмидт П., Чжоу Л., Тишинов К., Циммерман К., Джиллингем Д. (октябрь 2014 г.). «Диальдегиды приводят к исключительно быстрым биоконъюгациям при нейтральном pH благодаря циклическому промежуточному соединению». Angewandte Chemie . 53 (41): 10928–10931. doi :10.1002/anie.201406132. PMID  25164607.
  23. ^ Schmidt P, Stress C, Gillingham D (июнь 2015 г.). «Бороновые кислоты способствуют быстрой конденсации оксимов при нейтральном pH». Chemical Science . 6 (6): 3329–3333. doi :10.1039/C5SC00921A. PMC 5656983 . PMID  29142692. 
  24. ^ Lemieux GA, De Graffenried CL, Bertozzi CR (апрель 2003 г.). «Флуорогенный краситель, активированный лигированием Штаудингера». Журнал Американского химического общества . 125 (16): 4708–4709. doi :10.1021/ja029013y. PMID  12696879.
  25. ^ Laughlin ST, Baskin JM, Amacher SL, Bertozzi CR (май 2008 г.). "In vivo визуализация мембранно-ассоциированных гликанов у развивающихся рыбок данио-рерио". Science . 320 (5876): 664–667. Bibcode :2008Sci...320..664L. doi :10.1126/science.1155106. PMC 2701225 . PMID  18451302. 
  26. ^ Saxon E, Bertozzi CR (март 2000 г.). «Инженерия клеточной поверхности с помощью модифицированной реакции Штаудингера». Science . 287 (5460): 2007–2010. Bibcode :2000Sci...287.2007S. doi :10.1126/science.287.5460.2007. PMID  10720325. S2CID  19720277.
  27. ^ Prescher JA, Dube DH, Bertozzi CR (август 2004 г.). «Химическое ремоделирование клеточных поверхностей у живых животных». Nature . 430 (7002): 873–877. Bibcode :2004Natur.430..873P. doi :10.1038/nature02791. PMID  15318217. S2CID  4371934.
  28. ^ Лин Ф.Л., Хойт Х.М., ван Халбек Х., Бергман Р.Г., Бертоцци Ч.Р. (март 2005 г.). «Механистическое исследование перевязки Штаудингера». Журнал Американского химического общества . 127 (8): 2686–2695. дои : 10.1021/ja044461m. ПМИД  15725026.
  29. ^ Chang PV, Prescher JA, Sletten EM, Baskin JM, Miller IA, Agard NJ и др. (февраль 2010 г.). «Copper-free click chemistry in living animals». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 107 (5): 1821–1826. Bibcode : 2010PNAS..107.1821C. doi : 10.1073/pnas.0911116107 . PMC 2836626. PMID  20080615 . 
  30. ^ Родригес Дж., Мартинес-Кальво М. (август 2020 г.). «Модификация биомолекул, опосредованная переходными металлами». Химия: европейский журнал . 26 (44): 9792–9813. doi :10.1002/chem.202001287. PMID  32602145. S2CID  220272489.
  31. ^ Виноградова EV (2017-11-01). "Органометаллическая химическая биология: металлоорганический подход к биоконъюгации". Pure and Applied Chemistry . 89 (11): 1619–1640. doi : 10.1515/pac-2017-0207 . ISSN  1365-3075. S2CID  103469980.
  32. ^ Antos JM, Francis MB (август 2004). «Селективная модификация триптофана с родиевыми карбеноидами в водном растворе». Журнал Американского химического общества . 126 (33): 10256–10257. doi :10.1021/ja047272c. PMID  15315433.
  33. ^ Kundu R, Ball ZT (май 2013). «Родий-катализируемая модификация цистеина с диазореагентами». Chemical Communications . 49 (39): 4166–4168. doi :10.1039/c2cc37323h. PMID  23175246.
  34. ^ Саутхофф Г (1996-01-01). "Интерметаллические соединения J. Am. Chem. Soc. 1996, 118, 934". Журнал Американского химического общества . 118 (43): 10678. doi :10.1021/ja965445v. ISSN  0002-7863.
  35. ^ McFarland JM, Francis MB (октябрь 2005 г.). «Восстановительное алкилирование белков с использованием иридиевого катализируемого переноса гидрирования». Журнал Американского химического общества . 127 (39): 13490–13491. doi :10.1021/ja054686c. PMID  16190700.
  36. ^ Tilley SD, Francis MB (февраль 2006 г.). «Селективное алкилирование тирозиновых белков с использованием комплексов пи-аллилпалладия». Журнал Американского химического общества . 128 (4): 1080–1081. doi :10.1021/ja057106k. PMID  16433516.
  37. ^ Chan AO, Tsai JL, Lo VK, Li GL, Wong MK, Che CM (февраль 2013 г.). «Селективная модификация цистеина пептидов с использованием алленов, опосредованная золотом». Chemical Communications . 49 (14): 1428–1430. doi :10.1039/c2cc38214h. PMID  23322001.
  38. ^ Ruiz-Rodriguez J, Albericio F, Lavilla R (январь 2010 г.). «Постсинтетическая модификация пептидов: хемоселективное С-арилирование остатков триптофана». Химия: Европейский журнал . 16 (4): 1124–1127. doi :10.1002/chem.200902676. PMID  20013969.
  39. ^ Schischko A, Ren H, Kaplaneris N, Ackermann L (февраль 2017 г.). «Биоортогональная диверсификация пептидов посредством селективной катализируемой рутением(II) активации CH». Angewandte Chemie . 56 (6): 1576–1580. doi :10.1002/anie.201609631. PMID  28074503.
  40. ^ Williams TJ, Reay AJ, Whitwood AC, Fairlamb IJ (март 2014 г.). «Мягкая и селективная методология с использованием Pd для синтеза высокофлуоресцентных 2-арилированных триптофанов и пептидов, содержащих триптофан: каталитическая роль наночастиц Pd(0)?». Chemical Communications . 50 (23): 3052–3054. doi : 10.1039/C3CC48481E . PMID  24516861.
  41. ^ Bong DT, Ghadiri MR (август 2001 г.). «Хемоселективное катализируемое Pd(0) пептидное связывание в воде». Organic Letters . 3 (16): 2509–2511. doi :10.1021/ol016169e. PMID  11483047.
  42. ^ Виноградова EV, Zhang C, Spokoyny AM, Pentelute BL, Buchwald SL (октябрь 2015 г.). "Органометаллические палладиевые реагенты для биоконъюгации цистеина". Nature . 526 (7575): 687–691. Bibcode :2015Natur.526..687V. doi :10.1038/nature15739. PMC 4809359 . PMID  26511579. 
  43. ^ Rojas AJ, Zhang C, Vinogradova EV, Buchwald NH, Reilly J, Pentelute BL и др. (июнь 2017 г.). «Расходящаяся макроциклизация незащищенного пептида с помощью палладиевого цистеинового арилирования». Chemical Science . 8 (6): 4257–4263. doi :10.1039/C6SC05454D. PMC 5635729 . PMID  29081961. 
  44. ^ Rojas AJ, Pentelute BL, Buchwald SL (август 2017 г.). «Водорастворимые палладиевые реагенты для S-арилирования цистеина в условиях окружающей среды». Organic Letters . 19 (16): 4263–4266. doi :10.1021/acs.orglett.7b01911. PMC 5818991 . PMID  28777001. 
  45. ^ Rojas AJ, Wolfe JM, Dhanjee HH, Buslov I, Truex NL, Liu RY и др. (октябрь 2022 г.). «Палладий-пептидные окислительно-аддитивные комплексы для биоконъюгации». Chemical Science . 13 (40): 11891–11895. doi :10.1039/D2SC04074C. PMC 9580489 . PMID  36320916. 
  46. ^ Jbara M, Rodriguez J, Dhanjee HH, Loas A, Buchwald SL, Pentelute BL (май 2021 г.). «Биоконъюгация олигонуклеотидов с бифункциональными палладиевыми реагентами». Angewandte Chemie . 60 (21): 12109–12115. doi :10.1002/anie.202103180. PMC 8143041. PMID  33730425 . 
  47. ^ Dhanjee HH, Saebi A, Buslov I, Loftis AR, Buchwald SL, Pentelute BL (май 2020 г.). «Кросс-сочетание белок-белок с помощью комплексов окислительного присоединения палладия-белка из остатков цистеина». Журнал Американского химического общества . 142 (20): 9124–9129. doi :10.1021/jacs.0c03143. PMC 7586714. PMID  32364380 . 
  48. ^ Lee HG, Lautrette G, Pentelute BL, Buchwald SL (март 2017 г.). «Palladium-Mediated Arylation of Lysine in Unprotected Peptides». Angewandte Chemie . 56 (12): 3177–3181. doi :10.1002/anie.201611202. PMC 5741856. PMID  28206688 . 
  49. ^ Li J, Chen PR (август 2012 г.). «Перемещение перекрестного связывания белков, опосредованного Pd, в живые системы». ChemBioChem . 13 (12): 1728–1731. doi :10.1002/cbic.201200353. PMID  22764130. S2CID  19601358.
  50. ^ Li J, Lin S, Wang J, Jia S, Yang M, Hao Z и др. (май 2013 г.). «Метки белков с сайт-специфическим действием палладия без лиганда внутри грамотрицательных бактериальных патогенов». Журнал Американского химического общества . 135 (19): 7330–7338. doi :10.1021/ja402424j. PMID  23641876.
  51. ^ Li N, Lim RK, Edwardraja S, Lin Q (октябрь 2011 г.). «Кросс-сочетание Соногаширы без меди для функционализации кодируемых алкинами белков в водной среде и бактериальных клетках». Журнал Американского химического общества . 133 (39): 15316–15319. doi :10.1021/ja2066913. PMC 3184007. PMID  21899368 . 
  52. ^ Li N, Ramil CP, Lim RK, Lin Q (февраль 2015 г.). «Генетически кодируемый алкин направляет маркировку белков, опосредованную палладием, на поверхности живых клеток млекопитающих». ACS Chemical Biology . 10 (2): 379–384. doi :10.1021/cb500649q. PMC 4340352 . PMID  25347611. 
  53. ^ Chalker JM, Wood CS, Davis BG (ноябрь 2009 г.). «Удобный катализатор для водного и белкового кросс-сочетания Сузуки-Мияуры». Журнал Американского химического общества . 131 (45): 16346–16347. doi :10.1021/ja907150m. PMID  19852502.
  54. ^ Спайсер CD, Дэвис BG (февраль 2011 г.). «Палладий-опосредованная сайт-селективная модификация белка Сузуки-Мияуры в генетически кодируемых арилгалогенидах». Chemical Communications . 47 (6): 1698–1700. doi :10.1039/C0CC04970K. PMID  21206952.
  55. ^ Спайсер CD, Тример T, Дэвис BG (январь 2012). «Палладиевая маркировка поверхности клеток». Журнал Американского химического общества . 134 (2): 800–803. doi :10.1021/ja209352s. PMID  22175226.
  56. ^ Dumas A, Spicer CD, Gao Z, Takehana T, Lin YA, Yasukohchi T и др. (апрель 2013 г.). «Самолигандное соединение Сузуки-Мияуры для сайт-селективного ПЭГилирования белков». Angewandte Chemie . 52 (14): 3916–3921. doi :10.1002/anie.201208626. PMID  23440916.
  57. ^ Brustad E, Bushey ML, Lee JW, Groff D, Liu W, Schultz PG (2008-10-13). «Генетически кодируемая боронатсодержащая аминокислота». Angewandte Chemie . 47 (43): 8220–8223. doi :10.1002/anie.200803240. PMC 2873848. PMID  18816552 . 
  58. ^ Azie O, Greenberg ZF, Batich CD, Dobson JP (июнь 2019 г.). «Карбодиимидное сопряжение латентного трансформирующего фактора роста β1 с суперпарамагнитными наночастицами оксида железа для дистанционной активации». International Journal of Molecular Sciences . 20 (13): 3190. doi : 10.3390/ijms20133190 . PMC 6651417 . PMID  31261853. 
  59. ^ Lin L, Liu L, Zhao B, Xie R, Lin W, Li H и др. (май 2015 г.). «Оптическая активация сигналов TGF-β с помощью углеродных нанотрубок ближним инфракрасным светом». Nature Nanotechnology . 10 (5): 465–471. Bibcode : 2015NatNa..10..465L. doi : 10.1038/nnano.2015.28. PMID  25775150.
  60. ^ Lalli E, Sarti G, Boi C (2018). «Влияние спейсерного плеча на неспецифическое связывание в мембранной аффинной хроматографии». MRS Communications . 8 (1): 65–70. doi :10.1557/mrc.2018.4. S2CID  103064199.