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Synthesis of molecular probes for cancer research based on priviliged natural products through a novel enantioselective oxidative arylation technology

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Eine neue Klasse molekularer Sonden

Diaryliodonium-Salze gehören zur wichtigen Klasse der hypervalenten Jodverbindungen. Ihre Vielseitigkeit prädestiniert Diaryliodoniumsalze für die Markierung von Proteinen und die Herstellung wichtiger synthetischer Biomoleküle.

Gesundheit

Das EU-geförderte Marie-Curie-Projekt PYRROLOINDOLE initiierte ein Forschungsprogramm zur Proteinmarkierung auf Basis einer bahnbrechenden Entdeckung in der hypervalenten Jodchemie. Ursprüngliches Ziel der Studie war die Kennzeichnung wichtiger Naturstoffklassen, die an der Regulierung der Genexpression beteiligt sind. Dies verlagerte sich im Folgenden allerdings auf die Herstellung von Diaryliodonium-Aminosäuren unter Verwendung der orthogonalen Translationsmaschinerie. Mit der Technik können Proteine erzeugt werden, bei denen an gewünschter Stelle neuartige funktionelle Gruppen eingesetzt werden können. Die Funktionalität von Iodonium ist vielfältig – etwa für Kreuzvernetzungen von Kohlenstoff und allen Arten von heteroatomaren Nucleophilen. Mit dem Verfahren wurde eine Vielzahl von Diaryliodonium-markierten Proteinen synthetisiert. Die Forscher identifizierten die erste Reihe chemischer Reaktionen, die eine Kreuzvernetzung von Iodoniumsalzen häufiger funktioneller Gruppen in Biomolekülen ermöglichen. Sie ermittelten die Voraussetzungen für eine effiziente Vernetzung zwischen Nucleophilen und Kupfer-Katalysatoren, von denen bekannt ist, dass sie mit Diaryliodonium-Salzen reagieren. Die Vernetzung wird durch Imin- und Hydrazonkondensation, Acylierung und Alkin-Azid-Cycloaddition möglich. Somit machen die Erkenntnisse eine Neubewertung der hypervalenten Iodoniumchemie erforderlich. Es wurde gezeigt, dass diese Arten durch synthetische Sequenzen transportiert werden können - ein Konzept, das vorher unbekannt war. Die Entdeckungen ebnen den Weg für die optimierte Synthese der ersten Diaryliodonium-Aminosäure-Konjugate. Alternativ erfolgte der Zugriff auf diese Protein-Iodonium-Konjugate mit gängigen Verfahren der orthogonalen Translation alkinhaltiger Proteine. Derzeit werden diese Moleküle auf ihre orthogonale Expression in lebenden Zellen hin untersucht. PYRROLOINDOLE hat die vollständige Synthese neuer molekularer Sonden mit geeigneten chemischen Methoden demonstriert. Die Substanzen könnten die Entwicklung verschiedener neuer biomedizinischer Anwendungen beschleunigen.

Schlüsselbegriffe

Diaryliodonium-Salze, hypervalente Jodverbindungen, Markierung, Protein, Diaryliodonium-Aminosäure, Iodoniumsalze, orthogonale Translationsmaschinerie, funktionelle Gruppen

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