Nowa klasa sond molekularnych
W ramach finansowanego ze środków UE projektu "Marie Curie Actions PYRROLOINDOLE" zainicjowano program badawczy nad znakowaniem białek w oparciu o fundamentalny przełom w dziedzinie chemii hiperwalencyjnych związków jodu. Pierwotnie badania skupiały się na znakowaniu ważnych klas naturalnych produktów zaangażowanych w regulację ekspresji genów. Cel badań został jednak zmodyfikowany w kierunku stworzenia aminokwasów diarylojodoniowych z użyciem ortogonalnego mechanizmu translacyjnego. Technologia ta pozwala na stworzenie każdego białka z nowymi grupami funkcjonalnymi podstawionymi w wybranym miejscu cząsteczki. Grupa jodoniowa wykazuje dużą wszechstronność w zakresie reakcji sprzęgania krzyżowego z zastosowaniem węgla i heteroatomowych nukleofili praktycznie każdego rodzaju. Technologia wykorzystująca ortogonalny mechanizm translacyjny została wykorzystana do otrzymania wielu różnych białek znakowanych grupą diarylojodoniową. Badacze zidentyfikowali pierwszy zestaw podstawowych reakcji umożliwiających sprzęganie krzyżowe soli jodoniowych z powszechnymi grupami funkcjonalnymi w biocząsteczkach. Określili oni warunki efektywnego sprzęgania obejmujące nukleofile i katalizę z użyciem miedzi. Obie te reakcje zachodzą z solami diarylojodoniowymi. Reakcje sprzęgania oparto na kondensacji imin i hydrazonu, acylowania i cykloaddycji alkino-azydowej. Z podstawowego punktu widzenia, odkrycia te modyfikują istniejące dogmaty chemii hiperwalencyjnych związków jodoniowych. Wykazano bowiem, że związki te podlegały transportowi przez sekwencje syntetyczne, co nie było wcześniej znane. Wyniki tych badań zostały zastosowane do stworzenia i optymalizacji procesu syntezy pierwszych koniugatów aminokwasowo-diarylojodoniowych. Alternatywnie dla tego procesu, uzyskanie takich samych koniugatów białkowo-jodoniowych możliwe było dzięki już dostępnej technologii translacji ortogonalnej białek zawierających alkiny. Obecnie bada się możliwość ekspresji ortogonalnej tych cząstek w żywych komórkach. Projekt PYRROLOINDOLE wykazał, że całkowita synteza nowych sond molekularnych może zostać osiągnięta przez opracowanie odpowiednich narzędzi chemicznych. Związki te mogą umożliwić nowatorskie odkrycia badawcze dla różnych zastosowań biomedycznych.
Słowa kluczowe
Sole diarylojodoniowe, hiperwalencyjne związki jodu, znakowanie, białko, aminokwasy diarylojodoniowe, sole jodoniowe, ortogonalny mechanizm translacyjny, grupy funkcyjne
