3-Арилпропиолонитрилы (АПН) относятся к классу электронодефицитных алкиновых производных, замещенных двумя электроноакцепторными группами – нитрильной и арильной частями. Такая активация приводит к повышенной селективности в отношении высокореакционноспособных тиолсодержащих молекул, а именно остатков цистеина в белках . Сообщалось, что модификация белков на основе APN превосходит несколько важных недостатков существующих стратегий биоконъюгации , в частности наличие побочных реакций с другими нуклеофильными аминокислотными остатками и относительную нестабильность полученных биоконъюгатов в кровотоке. [1] Последний недостаток особенно важен для получениятаргетная терапия , например, конъюгаты антитело-лекарство . [2] [3]
Синтез 3-арилпропиолонитрилов был предметом нескольких исследований. [4] Наиболее разработанный и часто используемый подход основан на MnO2-опосредованном свободнорадикальном окислении соответствующих пропаргиловых спиртов, полученных с помощью сочетания Соногаширы соответствующего йодпроизводного в присутствии аммиака (рис. 1). [5]
При биоконъюгации (формирование стабильной ковалентной связи между биомолекулой и функциональными полезными нагрузками, такими как флуоресцентные красители, цитотоксические агенты или индикаторы) связывание полезной нагрузки классически достигалось с использованием малеимидных гетеробифункциональных реагентов (например, см. SMCC ). [6] Однако было обнаружено, что при введении в живые организмы биоконъюгаты, содержащие малеимид, относительно нестабильны и теряют полезную нагрузку в кровообращении из-за обратимости реакции присоединения между малеимидным фрагментом и цистеиновым остатком белка (ретро-присоединение по Михаэлю). . [2] За счет повышенной стабильности биоконъюгатовполученных с аналогичными полезными нагрузками на основе APN (схема реакции показана на рисунке 2 ниже), [3] их использование часто предпочтительнее, когда особенно важны высокая селективность и биостабильность: а именно, для приготовления конъюгатов антитело-лекарство и других биопрепаратов . Стандартная процедура мечения белка APN заключается в инкубации белка, содержащего свободные остатки цистеина , с APN-функционализированным зондом в PBS-буфере при pH 7,5-9,0 при комнатной температуре в течение 2–12 часов с последующей необязательным этапом очистки полученного биоконъюгата. с помощью эксклюзионной хроматографии или ультрафильтрации .