Новости химической науки > Циклоприсоединение для введения меток в биомолекулы

Адаптировав реакцию циклоприсоединения, прежде не использовавшуюся для изучения биологических систем, химики разработали быстрый метод введения меток в молекулы белков. Новая методика может оказаться полезной для изучения динамических процессов в живых системах.

Циклоприсоединение транс-циклооктена к тетразину позволяет ввести метки в молекулу белка даже в разбавленном растворе. (Рисунок из J. Am. Chem. Soc., 2008, 10.1021/ja8053805)

Весьма часто в клетке наблюдается очень невысокая концентрация биологически активных молекул. Для получения информации о процессах, протекающих в клетке, исследователи вводят в биомолекулы флуоресцентные метки. Для успешного использования в биохимии введение метки должно происходить быстро.

Джозеф Фокс (Joseph M. Fox) из Института Делавара разработал новую методику введения меток с помощью циклоприсоединения тетразина к биологическим молекулам, модифицированным фрагментами транс-циклоооктена. Для реакции не требуется катализатор, она протекает в сотни раз быстрее click-реакций, обычно использующихся для решения аналогичных задач. Реакция является биоортогональной, тетразин и циклооктен не вступают в побочные реакции с другими молекулами, содержащимися в биологической системе. По словам Кэролин Бертоцци из Университета Калифорнии метод Фокса является самым быстрым из методов биоортогонального лигатирования.

Разработанная реакция введения меток является обращенной реакцией Дильса-Альдера, в которой электроноизбыточный диенофил циклооктен реагирует с электронодефицитным диеном, тетразином. Несмотря на то, что реакции тетразинов с циклооктенами известны, тетразины, используемые в этих реакциях могут реагировать с водой, что делает их непригодными для введения меток в биосистемы.

Исследователи из группы Фокса подстроили реакционную способность тетразинов, введя в его структуру пиридиновые фрагменты и показали, что модифицированные тетразины быстро и селективно реагируют с циклооктеном в клеточных лизатах. Более того, исследователям удалось за несколько минут пометить взятый с низкой концентрацией раствор модифицированного белка тетразинами, также взятыми с небольшой концентрацией. Этот результат позволяет предположить, что новый метод вполне может быть применим для применения в реальных клетках.

Источник: J. Am. Chem. Soc., 2008, 10.1021/ja8053805

метки статьи: #аналитическая химия, #биохимия, #молекулярная биология, #органическая химия