Einsatz von Iodoniumsalzen bei der Biokonjugation
IODONIUM-CLICK (Development of Iodonium salts into a versatile class of bioconjugation reagents) entdeckte ein Iodoniumsalz mit außergewöhnlichen Reaktivitätseigenschaften und guter Stabilität, das bei Zimmertemperatur mit Nucleophilen interagiert und in seiner Funktionalität außerordentlich variabel ist. Diese Funktionalität sollte nun mittels Click-Chemie spezifisch für die Konjugation an die Aminosäure Methionin angepasst werden. Ersten Ergebnissen zufolge ist es möglich, ein Methionin-Dipeptid selbst in Wasser zu funktionalisieren. Durch Optimierung der biorthogonalen Reaktion wurde eine Ausbeute von mehr als 95 % erreicht. Weiterhin untersuchte IODONIUM-CLICK das Substratspektrum der Methionin-Konjugation und enthüllte mindestens vier große medizinisch bedeutsame Polypeptide und vier Proteine mit guter Umwandlung zu Sulfoniumkonjugaten. Analysen der Diazo-Transferreaktion ergaben mehrere biologisch relevante funktionelle Gruppen, die an Proteine transferiert werden können, um diese zu markieren. Vor allem können diese Proteinsulfoniumkonjugate herkömmliche Verfahren der Funktionalisierung ergänzen. Ein vorläufiges, sehr viel versprechendes Ergebnis betrifft die Anwendung der Metallkatalyse. Sie eignet sich für die kontrollierte Umkehrung der Methionin-Ligation. Zum Beispiel kann die Staudinger-Ligatur mit der Diazo-Einheit das gesamte Konjugat vom Methionin hin zum N-Terminus verschieben. So ist nun eine native chemische Ligation und selektive Funktionalisierung von Stickstoff in einem Protein möglich. Den Projektaktivitäten zufolge ist es machbar, einen Aminosäurerest zu funktionalisieren - was mit chemischer Biokonjugation bisher nicht möglich war und vielfältigste Anwendungen in der Biomedizin, Arzneimittelforschung und gezielter Wirkstoffabgabe für Krebs- und Alzheimerpatienten eröffnet.
Schlüsselbegriffe
Biokonjugation, Diaryliodoniumsalze, Nucleophile, Methionin, bioorthogonal