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生物正交化學—點擊化學四嗪（tetrazine）和反式環(huán)辛烯（TCO）的試驗策略

發(fā)布時間：2021-04-15 作者：axc 分享到：

生物正交化學反應是什么？

生物正交化學反應是指那些能夠在活體細胞或組織中進行的化學反應，同時這些反應不會干擾生物自身的生化反應。這類反應的出現(xiàn)為科學家們對生命進程的研究帶來了革命性的技術(shù)，是化學生物學領(lǐng)域的重要前沿。

這類反應具有高度特異性和無生物毒性的特點，它們不會與生物體內(nèi)的天然化學過程相互干擾。生物正交反應的條件非常溫和，包括水相、中性、常溫、常壓等，這是反應能在生物體系中進行的基本前提。

目前，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了多種用于活細胞中的生物正交反應，這些反應在活細胞成像、生物組學分析、疾病診斷、藥物開發(fā)等研究中發(fā)揮了重要作用。

生物正交化學反應特點有哪些？

生物正交化學反應的特點主要包括以下幾點：

1.高度特異性：生物正交化學反應在生物體系中進行，必須與天然的生物化學過程互不干擾，即高度特異性和無毒性。

2.高選擇性：生物正交反應需要滿足快速、高效和特異性的要求，包括精準性、選擇性、快速性、特異性等。

3.溫和的反應條件：生物正交反應的條件較為苛刻，水相、中性、常溫、常壓等溫和的反應條件是反應能在生物體系中進行的基本前提。

4.靈活性：生物正交反應可以在不同的生物體內(nèi)發(fā)生，包括細胞、組織和整個生物體，使得這些反應能夠廣泛應用于生命體的各種環(huán)境下。

5.應用廣泛：生物正交反應可用于標記、示蹤、富集或修飾改造等目標生物分子，在化學生物學、藥物開發(fā)、疾病診斷等領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。

6.實時觀察：通過引入熒光標記的反應底物，可以實時觀察生物體內(nèi)特定分子的動態(tài)變化，這種方法可以用于研究細胞信號傳導、蛋白質(zhì)合成和降解等生化過程。

總的來說，生物正交化學反應具有高度特異性、高選擇性、溫和的反應條件、靈活性、應用廣泛和實時觀察等特點。這些特點使得生物正交化學反應在生命科學研究中具有重要的應用價值。

介紹一種生物正交化學—點擊化學四嗪（tetrazine）和反式環(huán)辛烯（TCO）的試驗策略

生物正交化學是一類可以在生物體中發(fā)生的化學反應，具有簡單、且不會破壞生化過程。而點擊化學反應只發(fā)生在合成分子之間，具有快速、不可逆的特點，因此被廣泛用于生物正交化學。例如，早有研究利用點擊反應將熒光探針標記到生物大分子上；也有基于生物正交化學制造抗體-**共軛物等靶向藥劑，這些新型生物制劑的出現(xiàn)都旨在發(fā)展疾病診斷和技術(shù)，因此Shasqi正在主導的這項工作在生物正交化學領(lǐng)域具有意義。

點擊化學四嗪（tetrazine）和反式環(huán)辛烯（TCO）的抗**策略試驗

科研人員利用了四嗪（tetrazine）和反式環(huán)辛烯（TCO）之間的狄爾斯-阿爾德（Diels-Alder）環(huán)加成作用——這是一種由奧爾巴尼大學的Maksim Royzen發(fā)展出來的點擊反應，被認為是快的點擊反應之一，一方面，研究人員通過改性生物聚合物透明質(zhì)酸鈉以吸收四嗪基團；另一方面，**阿霉素（DOX）則與TCO單元連接。阿霉素雖然是一種廣譜的**，但其也能造成嚴重的毒副作用。然而，Royzen和Shasqi在近來的動物試驗中則發(fā)現(xiàn)DOX-TCO的毒性大約比原型**DOX低80倍左右

點擊化學四嗪（tetrazine）和反式環(huán)辛烯（TCO）的抗**策略試驗

生物正交化學的機理主要包括以下幾個方面：

1.生物正交反應的特異性：

生物正交反應在活體細胞或組織中進行，需要與天然的生物化學過程互不干擾，因此反應的特異性至關(guān)重要。通過設(shè)計和創(chuàng)造新的生物體內(nèi)酶、底物和反應條件，可以實現(xiàn)高度特異的生物正交反應。

2.化學功能基團修飾：

生物正交反應中，通常會利用化學功能基團修飾糖分子、蛋白質(zhì)或其他生物分子，以實現(xiàn)對目標分子的標記、追蹤或改造。這些化學功能基團可以在活體細胞環(huán)境中與特定的分子結(jié)合，實現(xiàn)精準的控制。

3.生物正交反應的選擇性：

在生物體內(nèi)進行化學反應時，需要避免對其他生物分子的干擾，因此生物正交反應需要具有高度的選擇性。通過選擇適當?shù)拿浮⒌孜锖头磻獥l件，可以實現(xiàn)對特定分子的精確控制。

4.生物正交反應的溫和條件：

生物正交反應通常在溫和的條件下進行，如水相、中性pH、常溫、常壓等。這些條件可以確保反應在活體細胞或組織中順利進行，同時避免對細胞或組織的損傷。

5.熒光標記和示蹤技術(shù)：

熒光標記和示蹤技術(shù)是生物正交反應中常用的技術(shù)，通過引入熒光標記的反應底物，可以實時觀察生物體內(nèi)特定分子的動態(tài)變化。這種技術(shù)可以用于研究細胞信號傳導、蛋白質(zhì)合成和降解等生化過程。

總的來說，生物正交化學的機理是通過設(shè)計和創(chuàng)造特定的酶、底物和反應條件，實現(xiàn)在活體細胞或組織中高度特異、選擇性、溫和條件下進行的化學反應。這些反應可以用于標記、示蹤、富集或修飾改造等目標生物分子，在化學生物學、藥物開發(fā)、疾病診斷等領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。

生物正交反應