В СПбГУ научили полезные молекулы светиться инновационным способом
Флуоресцентные свойства клик‑реагентов сохраняются в продуктах клик‑реакций, что имеет ключевое значение для их практического применения в биологии и материаловедении.
Биоконъюгация — реакция, при которой происходит искусственная целенаправленная модификация органических биомолекул. Биоконъюгация позволяет изучать свойства биомолекул, отслеживать их в организме в целях диагностики, а также получать новые лекарства и биоматериалы. Современным инструментом биоконъюгации являются клик‑реакции, за работу над которыми в 2022 году ученым из США Каролин Бертоцци и Барри Шарплесс, а также датчанину Мортену Мелдалу была присуждена Нобелевская премия по химии.
Клик‑реакции — это очень быстрые химические превращения, которые протекают с высокой селективностью. Так, в пространстве, полном молекул, пара клик‑реагентов точно знает, с кем необходимо встретиться, и безошибочно, а главное быстро, находит друг друга.
Одним из самых перспективных семейств клик‑реагентов являются циклоалкины. Использование этих молекул позволяет быстро и просто провести биоконъюгацию при наличии в биомолекуле специальной «химической ручки» — инструмента, который свяжет биомолекулу с циклоалкином, после чего она приобретет новые свойства, заранее введенные в циклоалкиновый реагент.
Работы были поддержаны грантом Российского научного фонда и Российского фонда фундаментальных исследований.
«Мы в своей работе разрабатываем циклоалкины, которые бы не уступали другим клик‑реагентам и имели бы свою уникальную изюминку, полезную для практического применения. В настоящий момент нам удалось провести такой дизайн циклоалкиновых реагентов, при котором у них возникает способность к флюоресценции — свечению. Особенно важно, что после взаимодействия с "ручкой" флюоресценция не пропадает и модифицированные биомолекулы/материалы тоже получают эту способность», — рассказала доцент кафедры органической химии СПбГУ Наталья Данилкина.
Необходимый рациональный дизайн для придания циклоалкиновым реагентам флуоресцентных свойств сначала был осуществлен с помощью расчетных методов. Это позволило понять, почему полученный ранее реагент не светился и что нужно изменить для появления флуоресцентных свойств.
