點擊化學(Click chemistry)是2001年美國諾貝爾化學獎獲得者貝瑞.夏普利斯(K.Barry Sharpless)等提出的一系列反應,其核心是開辟一整套以含雜原子鏈接單元C-X-C為基礎(chǔ)的組合化學新方法,用少量簡單可靠和高選擇性的化學轉(zhuǎn)變來獲得更廣泛的分子多樣性。點擊化學的原理是在一定環(huán)境條件(溫和、含水)下,一對功能性基團彼此快速、有選擇性地相互反應(“咔嚓")。即兩個相兼容的具有點擊功能基團A和B被激活,被激活的兩個分子形成穩(wěn)定的偶聯(lián)體。
一般來說,一個理想的點擊反應的特征有以下幾點:
1、反應應用“組合"的概念,應用范圍廣;
2、產(chǎn)率高;
3、副產(chǎn)物無害;
4、反應有很強的立體選擇性;
5、反應條件簡單;
6、原料和反應試劑易得;
7、合成反應快速;
8、不使用溶劑或在良性溶劑中進行,最好是水;
9、產(chǎn)物易通過結(jié)晶和蒸餾分離,無需層析柱分離;
10、產(chǎn)物對氧氣和水不敏感;
11、反應需要高的熱力學驅(qū)動力(>84kJ/mol);
12、符合原子經(jīng)濟性,等等。
常見點擊化學反應
自2001年點擊化學提出以來,點擊化學已在合成化學、生物靶標、藥物設(shè)計、ADMET、酶學研究、基因組學、蛋白質(zhì)組學、免疫學等多個領(lǐng)域得到廣泛應用。蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu),特別是α-螺旋與β-折疊,是生物相互作用的關(guān)鍵,運用點擊化學使非天然氨基酸側(cè)鏈上疊氮化物與炔基或者氰基形成的五元雜環(huán),能夠達到在多肽中穩(wěn)定這類二級結(jié)構(gòu),從而提高其生物活性的目的,例如,通過分子模擬優(yōu)化后,這類雜環(huán)結(jié)構(gòu)已成功應用于生物分子cJun(轉(zhuǎn)錄過程中的一種α-螺旋同源二聚體)和抗菌肽中。
蛋白質(zhì)活性表達譜(Activity-Based Protein Profiling,ABPP)是研究重要藥物靶點蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能的主要方法之一,是利用活性位點導向探針對蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能進行研究的新型技術(shù),以一種相對簡單明了的方法在分子、細胞水平研究活性小分子與生物大分子之間的復雜相互作用,從而從分子水平揭示生物體在生理或者病理狀態(tài)下的關(guān)鍵調(diào)控機制。Cravatt和合作者通過點擊化學將活性位點導向探針鏈接到蛋白質(zhì)中,實現(xiàn)實時在位觀察細胞環(huán)境中蛋白質(zhì)活性的變化。
點擊化學可分為兩類:
1.銅催化反應類型
銅(I)催化疊氮化物-炔烴反應(Cu(I)- catalyzed Azide - Alkyne Click Chemistry reaction,CuAAC);
特點:
小型的疊氮化物和炔烴具有優(yōu)良的底物性質(zhì)
試驗適用條件的優(yōu)化(類型&銅來源、還原劑和銅配體)
適用于對銅毒性不礙事的實驗(不推薦用于體內(nèi)或活細胞標記)
反應速率慢(相對其它兩種反應)
2. 無銅反應類型
引發(fā)的的疊氮-炔基偶合反應(Strain-promoted Azide - Alkyne Click Chemistry reaction,SPAAC)
特點:
檢測小分子疊氮化物比CuAAC反應更快
不需要銅離子,無毒性
沒有催化劑或者配體,因此無需大量的條件優(yōu)化
3. 四氮雜苯-反式環(huán)辛烯連接反應(Tetrazine–trans- Cyclooctene Ligation,TCO)
美國ClickChemistryTools提供點擊反應的DBCO試劑,TCO試劑,Azide試劑等各種點擊反應所需產(chǎn)品。是點擊反應的一站式服務(wù)商。靶點科技是ClickChemistryTools的總代理,常備現(xiàn)貨。
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