生物分子分析现在有一个扩展的化学工具包

东京医科齿科大学 (TMDU) 和合作伙伴的研究人员扩大了用于生物分子分析的通用化学工具的实用性。这项工作将有助于对难以获得的生物化学进行精确审讯

日本东京——2022 年诺贝尔化学奖的部分授予可能是一个相当困难的问题：精确改变生物分子的一个方面而不影响细胞的其余部分。现在，在最近发表在 Organic Letters 上的一项研究中，东京医科牙科大学 (TMDU) 的研究人员及其同事简明地合成了一类将极大地促进此类工作的分子。

想象一下通过忽略添加酵母来试验面包的制备。您会注意到许多影响——除了无法发酵外，面包的味道和香气也会发生变化。换句话说，通过改变配方的一个方面，您从根本上改变了整个最终结果。您可以将活细胞想象成一个复杂得多的面包，其中包含许多协同工作的成分。要研究细胞功能的任何特定方面，您需要不影响细胞中发生的任何其他化学反应的精确工具。

使用二苯并氮杂环辛炔 (DIBAC) 的应变促进叠氮炔环加成 (SPAAC) 反应可实现精确的生物分子分析。因此，扩大 DIBAC 的化学多样性将相应地扩大 SPAAC 反应的可能性，并将有助于释放这种化学反应所呈现的巨大潜力。因此，研究人员选择专注于这一领域，努力开发一种新的、高效的、简化的方法来创建可用于 SPAAC 反应的合成 DIBAC。

“除了简单的 DIBAC 分子外，通常很难制备任何东西，”主要作者 Yuki Sakata 解释说。“因此，我们专注于通过多功能程序合成不同的 DIBAC。”

目前工作的一个关键步骤是钴络合物的简明合成，该络合物能够直接合成所需的环炔烃——该化学单元对于 DIBAC 在 SPAAC 生物分子分析中的功能至关重要。例如，一种DIBAC分六步得到，收率为72%;之前的方法需要八个步骤，收率仅为 45%(图)。此外，通过这种新方法甚至可以获得与以前的合成方法不兼容的高度复杂的 DIBAC。

“我们使用支持 DIBAC 的 SPAAC 化学修饰叠氮基-HaloTag 蛋白质，这是蛋白质功能和相互作用研究中的多功能工具，”资深作者 Takamitsu Hosoya 说。“我们的实验室正在进行其他复杂生物分子功能化的应用。”

这项工作成功地扩大了 SPAAC 化学从业者可用的化学范围。研究人员简便的 DIBAC 合成方案将有助于以精确、温和且不破坏整体细胞生理学的方式不断研究细胞功能。