生化学・生物医化学

生体直交反応

生体直交化学は、生体環境で進行し天然の生化学を大きく乱さない選択的反応を用いる。

直観直観：中心となる考え

生体直交化学は、生体環境で進行し天然の生化学を大きく乱さない選択的反応を用いる。

模式図を操作しよう。概念を示すもので、実験的証拠の代用ではない。

定義: 基本概念

生体分子に非天然ハンドルを導入し、相補的プローブで共有結合体を作る。歪み促進アジド–アルキン環化付加やテトラジン連結が代表例である。

アジドと歪みアルキンは小さなハンドルである。反応は水相・生理的温度・濃度で選択的に進み、天然官能基を攻撃してはならない。

例: 考えてみよう

緩衝液中で高選択的な反応が、生細胞標識では失敗しうるのはなぜか。

解答

ハンドルの不安定性・非露出、プローブの細胞内移行性、競合分子や毒性が有効な変換を妨げうる。

\text{azide}+\text{strained alkyne}\rightarrow\text{triazole conjugate}

反応選択では速度、試薬安定性、選択性、生体分子への導入容易さの均衡が必要で、万能な化学はない。

最前線では反応選択は遺伝的導入、送達、光安定性、細胞内環境と連動する。高速テトラジン化学と歪み促進環化付加は相補的である。