前不久，我們介紹了點擊化學在新藥研發(fā)中的應用（點擊查看詳細）。作為2001年諾貝爾化學獎得主K. Barry Sharpless的非諾獎著名研究成果，點擊化學的名頭想必大伙都聽過。今天要為大家介紹的這篇JACS 文章則反其道而行之，標題“A Chemoselective Rapid Azo-Coupling Reaction (CRACR) for Unclickable Bioconjugation”之中的“非點生物偶聯(lián)”的確引人矚目。點擊化學用于生物偶聯(lián)已經(jīng)是當今化學生物學界的經(jīng)典操作，這篇文章的“非點生物偶聯(lián)”又是怎么回事呢？咱們就來看看到底是怎樣的快速反應用于完成“非點生物偶聯(lián)”。
這篇文章出自美國波士頓學院Abhishek Chatterjee（點擊查看介紹）研究團隊，報道的核心技術(shù)就是芳基重氮化合物和5-羥基色氨酸（5HTP）具有化學選擇性的快速反應。下面這個圖很好的說明了選擇性和快速反應兩個特點。重氮化合物4NDz和5HTP的反應速率常數(shù)可達63,000 M-1 s-1，遠高于同酪氨酸的反應速率常數(shù)。
恐怕有的同學會不服氣了，報道個選擇性高效反應有什么好稀奇的？憑啥就能發(fā)JACS ？嗯，這就要看發(fā)現(xiàn)的反應用在哪里啦。俗話說的好，“學會文武藝，貨與帝王家”（咳……咳……有點串場，最近單田芳先生的評書聽的多了點）。
Abhishek Chatterjee教授。圖片來源：Boston College
Chatterjee等人報道的反應最大用處就是標記蛋白。化學反應搭上生物應用的車，學科交叉瞬間“高大上”。誰不知道21世紀是生命科學的世紀啊……（淚流滿面ing……）
要說這反應的應用也簡單明了。一言以蔽之，作者要證明含有5HTP的蛋白可以被重氮化合物標記到，不含5HTP的蛋白不能被標記。
其證明過程也很巧妙，作者制備出來含有5HTP的綠色熒光蛋白（sfGFP-151-5HTP）和不含5HTP的綠色熒光蛋白（wild-type-sfGFP），分別同化合物4CDz孵育，再用生物質(zhì)譜測定蛋白分子量。很明顯，sfGFP-151-5HTP的分子量發(fā)生了增加，wild-type-sfGFP的分子量無明顯變化。另外，作者分別利用含熒光基團的重氮化合物7、含生物素的重氮化合物8同上述兩種蛋白進行孵育，隨后只能在sfGFP-151-5HTP檢測到特征的熒光信號和生物素信號。
除了GFP這個生物學研究常用的工具蛋白外，作者把這個技術(shù)還應用到了抗體藥物Herceptin。作者在Herceptin的Fab片段上引入了5HTP，隨后利用前述化學反應進行標記。檢測思路同上面類似，咱們就不再贅述了。
記性好的同學該問了，講了反應，講了應用，開頭說的“非點”呢？嗯，是時候該放大招了。為什么叫“unclickable”？經(jīng)典的點擊化學成鍵后非常穩(wěn)定，通常難以斷鍵。這篇文章的作者報道的這個反應，不但反應快，選擇性好，產(chǎn)物還可分解！生成的偶氮化合物在連二亞硫酸鹽的作用下可以分解，并且被標記的蛋白也能發(fā)生這種分解反應。要知道，能“上”能“下”的標記物應用空間異常廣闊啊。大寫加粗的服氣！
同往常一樣，本君最后淺談兩句自己對這文章的看法吧。這文章讀了多遍，真心覺得耐人尋味、妙不可言。第一，精妙，反應高效高選擇性，還找到了一個火熱的應用領(lǐng)域；第二，巧妙，簡單的實驗就證明了標記蛋白的應用前景；第三，絕妙，標記之后的產(chǎn)物居然還可以分解，標記能上能下。要說不足也是有的，畢竟5HTP不是構(gòu)成蛋白質(zhì)的基本氨基酸，這也使得這種標記蛋白的方法受到很大局限，只能人為在要研究的蛋白中先引入5HTP再應用標記策略。如果能在常見氨基酸中實現(xiàn)這類反應，恐怕要引領(lǐng)新的化學生物學研究方法了。
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