Hidroaminación bioorthogonal de alquinos lineales activados
Aumentar nuestra comprensión de los procesos celulares requiere información sobre los tipos de biomoléculas involucradas, sus ubicaciones y sus interacciones. Esto requiere que las moléculas estén marcadas sin afectar los procesos fisiológicos (bioortogonalidad). Funciona cuando los marcadores se acoplan muy rápida y selectivamente utilizando moléculas pequeñas y «química de clic». En el diario Angewandte Chemie, un equipo de investigadores ha introducido un nuevo tipo de reacción de clic que también es adecuada para células y organismos vivos.
Por ejemplo, el etiquetado de biomoléculas permite la localización y caracterización de tumores cuando se inyecta un anticuerpo que se une a moléculas específicas en las células cancerosas. Luego se inyecta un tinte. Tanto los anticuerpos como el tinte tienen pequeños grupos moleculares que casi no tienen influencia en los procesos celulares. Cuando se encuentran con su contraparte, se unen instantánea y específicamente entre sí sin reacciones secundarias, tan fácilmente como los dos lados se unen. De ahí el término química del clic. El tinte solo se adhiere a las células cancerosas, haciéndolas detectables.
La reacción química de clic más conocida es la reacción azida-alquino. Un grupo azida reacciona con un grupo alquino para formar un anillo de cinco miembros. Sin embargo, esta reacción requiere un catalizador de cobre tóxico, lo que lo hace inadecuado para los sistemas vivos. Una alternativa es el uso de alquinos cíclicos, en los que el triple enlace está tan estresado que la reacción funciona sin catalizador. Sin embargo, es posible que el ciclo no sea adecuado para algunas aplicaciones.
Un equipo dirigido por Justin Kim del Dana-Farber Cancer Institute y la Harvard Medical School (Boston, EE. UU.) Ha desarrollado ahora una reacción de clic alternativa con alquinos terminales lineales, que funciona rápidamente y no contiene catalizadores en condiciones fisiológicas complejas. Después de un análisis cuidadoso de las interacciones electrónicas en los alquinos y de probar con una variedad de sustituyentes, el equipo descubrió que algunos alquinos con halógenos a ambos lados del triple enlace son suficientemente reactivos. El truco consistía en equilibrar las diferentes influencias de los sustituyentes individuales para que los alquinos estuvieran suficientemente activados (activación push-pull) para reaccionar sin un catalizador y al mismo tiempo estar a salvo del ataque de los componentes celulares. Para la otra mitad de la unidad de clic, el equipo optó por utilizar N, N-dialquilhidroxilaminas (compuestos orgánicos que contienen nitrógeno y oxígeno) en lugar de azidas convencionales. Los productos de reacción resultantes (N-óxidos de enamina) son biocompatibles.
Estas nuevas reacciones de clic (eliminaciones retro-Cope) son muy rápidas. Los productos se forman regioselectivamente y los componentes son suficientemente estables y pueden introducirse fácilmente en las biomoléculas. Esto amplía el espectro de reacciones de acoplamiento bioortogonal para el marcaje celular en sistemas vivos.
Fuente de la historia:
Materiales proporcionados por Wiley. Nota: El contenido se puede cambiar según el estilo y la longitud.