Гетероциклоалкины, конденсированные с гетероциклами, как новые реагенты для биоконъюгации

Циклоалкины — это класс органических молекул, которые обладают большим запасом энергии и легко вступают в такие взаимодействия, для которых в случае «обычных» молекул требуется либо присутствие катализаторов, либо высокие температуры. Примером такого превращения является азид-алкиновое циклоприсоединение, промотируемое циклическим напряжением в алкине (SPAAC). Эта реакция имеет важное практическое применение: она используется для модификации биомолекул в живых клетках. Так, в биомолекулы (гликаны, белки, ДНК) предварительно вводят азидную группу при помощи метаболического мечения, а затем проводят биоконъюгацию с циклоалкином, имеющим флуоресцентную метку.

Об исследовании, посвящённом разработке новых циклоалкиновых реагентов для биоконъюгации, рассказала на конференции «First Russian-German Virtual Conference on Interdisciplinary Natural Sciences» доцент СПбГУ Наталья Данилкина (кафедра органической химии). Работа проводилась в коллаборации с профессором СПбГУ А. Ф. Хлебниковым (кафедра органической химии) и ведущим научным сотрудником СПбГУ В. В. Шаройко (лаборатория биомедицинской химии СПбГУ) при поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (РФФИ 20-03-00117).

Целью работы было найти стабильные, но активные в реакциях с азидами циклоалкины, для чего потребовалось параллельное проведение синтетической работы и квантово-химических расчётов. Такие молекулы были найдены. Ими оказались 9-членные алкиновые циклы, содержащие атом азота или кислорода, конденсированные с гетероциклами различной природы, — сообщила Наталья Александровна.

Учёным удалось показать, что реагент на базе таких циклоалкинов, содержащий флуоресцентную метку, может быть успешно использован для биоконъюгации с гликанами и ДНК опухолевых клеток.

Первая Российско-Германская виртуальная междисциплинарная конференция прошла в Санкт-Петербургском государственном университете по инициативе Немецко-Российского междисциплинарного научного центра (German-Russian Interdisciplinary Science Center, G-RISC). С программой конференции и тематикой других докладов можно познакомиться на сайте.