Analizy biomolekularne zawierają teraz rozszerzony zestaw narzędzi chemicznych

Nagroda Nobla w dziedzinie chemii 2022 została częściowo przyznana za to, co może być bardzo trudnym problemem: mikrozmiany jednego aspektu biomolekuły bez wpływu na resztę komórki. Teraz, w badaniu opublikowanym niedawno w Wiadomości dotyczące członkostwaNaukowcy z Tokyo Medical and Dental University (TMDU) wraz ze współpracownikami pokrótce zsyntetyzowali klasę cząsteczek, które znacznie ułatwiają tę pracę.

Wyobraź sobie doświadczenie pieczenia chleba z pominięciem dodatku drożdży. Zauważysz wiele efektów – oprócz braku wyrośnięcia zmieni się smak i aromat chleba. Innymi słowy, zmieniając jeden aspekt przepisu, zasadniczo zmieniłeś cały efekt końcowy. Można sobie wyobrazić, że żywe komórki są jak znacznie bardziej złożony chleb, w którym wiele składników współdziała ze sobą. Aby zbadać jakikolwiek konkretny aspekt funkcji komórki, potrzebujesz precyzyjnych instrumentów, które nie wpływają na żaden inny aspekt chemia Dzieje się to w lochu.

Promowane przez stres interakcje cykloaddycji azydkowo-alkinowej (SPAAC) z wykorzystaniem dibenzozaza cyklooktenu (DIBAC) umożliwiają dokładną analizę biomolekularną. W ten sposób rozszerzenie różnorodności chemicznej DIBAC rozszerzy możliwości interakcji SPAAC i pomoże uwolnić ogromny potencjał tej reakcji chemicznej. Dlatego naukowcy postanowili skoncentrować się na tej dziedzinie, starając się opracować nową, wydajną i uproszczoną metodę tworzenia syntetycznych DIBAC, które można wykorzystać w reakcjach SPAAC.

„Ogólnie trudno jest przygotować cokolwiek poza prostymi cząsteczkami DIBAC”, wyjaśnia Yuki Sakata, główny autor. „W związku z tym skupiliśmy się na montażu różnych centrów DIBAC za pomocą wszechstronnej procedury”.

Krytycznym krokiem w niniejszej pracy była skrócona synteza związku kobaltu, która umożliwiła bezpośrednią syntezę pożądanego cyklicznego alkenu – jednostki chemicznej niezbędnej do funkcjonowania DIBAC w analizie biomolekularnej metodą SPAAC. Na przykład jeden DIBAC otrzymano w sześciu etapach z wydajnością 72%; Poprzednia metoda wymagała ośmiu kroków i dawała wydajność zaledwie 45%. Co więcej, dzięki tej nowej metodzie uzyskano również bardzo złożone DIBAC, które były niezgodne z poprzednimi metodami syntezy.

„Użyliśmy chemii SPAAC z włączonym DIBAC, aby zmodyfikować białko azydo-HaloTag, które jest wszechstronnym narzędziem w funkcja białka i badania interakcji”, mówi Takamitsu Hosoya, starszy autor. W naszym laboratorium trwają prace nad zastosowaniami w skądinąd złożonych funkcjach biomolekularnych. ”

Ta praca z powodzeniem rozszerzyła zakres chemii dostępnej dla praktyków chemii SPAAC. Łatwy protokół syntezy DIBAC naukowców będzie korzystny dla trwających wysiłków mających na celu badanie funkcji komórkowych w sposób dokładny, delikatny i dyskretny dla ogólnej fizjologii komórkowej.