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嗯,大家晚上好,我是今天的讲师郭成,今天主要给大家带来的是一场关于点击化学主题的直播,那么我会从图上的三个角度,分别是点基化学的基础原理介绍啊,经典的点击化学反应类型,还有点基化学目前的一些生物学应用实例三个方面啊,来带大家全方位的了解点基化学这一技术。嗯,那么首先就是基础的介绍。嗯,那么点击化学它的概念呢,其实很早之前就提出了,大概在1960年左右由sharps提出,而且在之后呢,由于它的简便和高效,其实是非常广泛的应用在有机合成的领域上,但是它真正大规模的出圈被呃很被大多数人所知道,其实是因为2022年的化学诺贝尔奖,呃,那么当时是沙普勒斯、麦德和buttoi三位科学家,呃共享了这个2022年的化学诺贝尔奖,嗯,那么其中的sharp普Le斯,他其实是这个领域的一个奠基人啊,是他最早提出了点击化学的概念啊,那么麦特它是呃和XS,呃在2000年左右,他们独立的发现了这个最经典的点击化学的催化反应,就是同催化的这样一个CUACC的过程。
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嗯,那么toy它呃,它的一个呃,主要的贡献就是他提出的生物正焦化学,它是将前面所提到的这种点基化学的理念带入到了细胞甚至是活体内,也就是说我们可以在活体内不干扰活体的前提下,进行一个呃,进行一个化学反应的发生。嗯,那么接下来我们来看一下顶级化学的具体内容。那么其实它本质上呢,是一类化学合成方法的统称,呃,它的一个核心理念非常非常像是在玩这个乐高的积木,它就是通过这种呃搭积木的方式来拼接不同的模块化的方呃模块化的分子啊,因此它具有反应迅速,产率高,操作简便,没有副产物,而且整个环境不需要储水储氧的这样一些特点。
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嗯,那么点基化学的英文名是clickli chemistry, 其实很有意思啊,不太像一个很经典的学术用词,其实它的这个灵感来自于就是最早发现体基化学的这位科学家sharpless啊,他妻子的一个灵感,那么他认为这种很简洁高效的实验方法非常像是在系这个汽车安全带的卡扣,然后呢,卡扣的时候就会发生click的声音啊,所以也就就此把这种呃化学,把这种化学合成方式命为点击化学,你可以看到右边这张图是诺奖官方的一个卡通示意图啊,他们也是示意三位科学家手里分别拿着化学分子,然后通过中间的安全带卡扣把不同的分子连接到一起啊,那么好,那我们继续回到点基化学本身,嗯,那么这前面已经介绍了点基化学,那么生物正交化学,也就是a toy获奖的原因,它指的是在生物体内。
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这里指的就是活细胞或者是活体内开展的点击化学反应。那么由于碘基化学,它所用到的基团大多数是惰性的基团,比如说迭氮基缺集啊,在生生物体内是不存在这种基团的,所以说它并不会影响到生物体本身的一个生理化学过程,那么同时由于它的惰性,它也不会和基本上不会和生物体内的分子,比如说一些硫醇或者是一些活性的氧氮物种之间发生反应,因此它并不影响呃机体本身的一个生物化学过程。嗯,那么接下来我们来看一下传统的偶联反应和点基化学两者之间的一个对比啊,那么从反应条件角度来看,点击化学它的一个很大的优势在于反应条件相当的温和,在室温,也就是呃,我们日常这个大概二二三十度的环境下就可以进行,同时它的呃溶剂也是很温和的啊,大家常规用来养细胞的PBS啊,或者是培养基,或者是没有加任何处理的水,这些温和无害的溶剂下都可以进行,嗯,而且它整个过程对于氧气和水是不敏感啊,这也就意味着我们不需要进行很多的前期的预处理步骤,大大的降低了实验的成本。
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而传统的偶联反应,通常它需要一个比较高的温度条件才能开展啊,那么同时由于它需要金属催化剂来对反应进行一个催化,所以说对整体环境的无水无氧的要求也会比较严格,那么前期的预处理其实就相当的复杂。呃,第2点,从反应效率和产率上来讲,点金化学由于它呃反应非常简单,所以它整体产率比较高,而且反应速度很快,呃,副产物少呃,因此而导致它的纯化很简单。
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但是呢,传统的偶联反应,它的产率依赖于很多不同的方向,所以说它的产率很不稳定啊,可能即使是同一个人呃,开同一个反应,它的产率也是不一样的。同时由于它的副产物很多,所以说纯化会比较的复杂,那么纯化复杂就会导致后续的它的损耗会比较大啊。第3点是反应的选择性,那么点击化学反应由于它特殊的一个呃立体化学的结构,所以说它会具有一个比较好的区域选择性和立体立体选择性,但是传统的偶联反应,它的选择性主要是依赖于反应物。反应的底物和反应的条件啊,因此它的选择性相对来说也是比较差的,而且并不稳定。啊,那么第4点是生物的兼容性啊,这个前面已经讲到了,紧急化学它是可以独立于生理体系,就是虽然在生理体系中发生,但是它和生理过程互不干扰,具有很良好的生物正交性,呃,但是传统的偶联化学,偶联化学反应啊,前面也讲到了,它对于这个温度还有环境的要求都非常高,所以是完全不具备这个生物震要性。
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那么最后是它们两目前分别的应用场景,呃,点击化学目前在药物偶联,生物标记,还有一些对位点有要求的精确修饰方面来讲啊,应用的相对偏多一点啊,那么传统联反应前面讲它这么多的缺点,当然也不是说它不好,它当然也是有它很大的优点的,那么在传统的有机合成和药物分子骨架构建的一些呃,比较复杂的呃。一些比较复杂的分子构机上,传统物联也是会起到非常大的作用。好,那接下来我们就开始啊,更进一步的了解,首先我们要想给大家介绍一下经典的3种点击化学的反应类型。
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嗯,那么第一个就是最经典的铜催化的CUACC反应,它指的是一价铜离子催化叠氮和炔基发生一个环加成啊,那么具体的呃结构大家可以看下面这张示意图。在一价铜离子的催化下啊,叠氮基和炔基快速的结合,可以生成这样一个稳定的三座环的结构。嗯,那么这个反应它其实最早来源于底下这个反应啊,Cus的反应,这个是一个呃嗯,比较古老的反应,你可以看到它也是迭氮机和一个线性的缺基发生反应,但是它的反应条件比较苛刻,而需要在100°C加热比较长的时间,而同时它们的它的一个呃反应产物的立体选择性也比较差,会同时生成一四和异物两个不同的呃这个构型,呃那么but特呃不是but特里沙普less斯和麦德两位科学家,他们在2000年左右呢,就发现了同催化的这样一个过程,他们在这样一个反应体系中引入了一价铜离子来作为催化剂,呃那么呃,迭氮基和缺基两个反应物会和铜离子生成一个反应的中间体,大幅度的提高了反应所需要的能量,使得这个反应可以在20°C到50°C的一个基本上是室温的环境下进行。而且同时这样一个。
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和铜催化剂的存在,它也增强了整体反应的选择性。那么在铜的催化下的异物构型的。产物基本上不会产生,主要产生的是一次口型的产物,大大的提高了这个反应的立体选择性和后续产物的一个呃,分离的呃呃难易程度,嗯,但是呢,大家也可以看到,这里讲到它这个反应必须是需要一价铜离子来催化,所以说这个反应的体系其实相对来说会比较复杂,它除了我们的这两个迭氮基和缺基的反应底部之外,还需要一价铜离子的参与啊,那么大家肯定知道这是最基础的化学知识,一价铜离子是不稳定的,二价才是它最稳定的状态,所以说这个反应我们想要开展这个反应,其实它需要一个相对来说比较复杂的体系啊,首先是一个thp ta的配体,呃,它可以用来稳定一价的铜离子。
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然后使硫酸铜作为整个体系的铜离子来源,另外还需要抗化学酸钠作为还原剂,来把硫酸铜中的2价的铜离子还原和1价啊,所以说整体来讲这个反应其实。如果想要进行的话,一共要准备5种不同的试剂才能开展这个反应,那么同时由于铜离子它呃作为一种重金属,它是有一定的毒性的,所以说CUACC虽然它具有很多的优点,但是对于活细胞或者说是活体的实验来讲,其实它呃不是特别的合适。然后接下来我们来看一个以Co ACC反映为基础的一篇文献案例,嗯,这个是2023年发表在peinuts上的一篇文章,他们是做了一个药物筛选的工作啊,那么PF06372222是一个LPR的拮抗剂啊,大家知道GLP这几年研究的是非常火的,那么他们通过对PF杠呃063722这个拮康剂做了一个和GLBR的位点结合的分析啊,那么一共是呃检测到了,或者说一共是分析到了10个关键的位点,然后通过这十十个关键的位点设计了基于它的这样一个母合结构的10个缺基修饰的骨架,然后在呃和他们呃同课题组之前,呃合成得到的三千四三千八百四十个叠氮化合物,两两之间做一个正焦的点基化学反应。
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那么是一共得到了一个具有38400个产物的三座产物库,然后通过高通量的呃,LCMS, 呃,以及后续的一些呃,生物氢和检测的实验,那么以非常高通量的方式鉴定到了一系列的。
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新结构的正向结构调节剂啊,那么可以想象,如果是呃,普通的化学合成,想要合成38400个化合物,其实是一个呃,难度非常大,而且耗时非常非常长的工作。但是通过点击化学这样一种快速高效的方法,就可以很大程度上的减少工作量,而且还可以呃很高效率的检测到。这个结果比较好的抑制剂啊,结果比较好的调节剂。呃,然后介绍的第二个点击化学反应是SSPACC啊,它的全名是应变驱动的迭氮和缺基的环加成反应,那么它相对于同催化反应的优势就在于它不再是要同一组做催化了,单纯的呃,迭氮机和环张力缺基它们俩就可以进行一个点击的过程,那么这是因为环缺它本身的一个结构张力会比线性缺要大很多,所以说它的反应性也更强。嗯,那么整体的这个SPACC的催化过程基本上在30分钟左右就可以完成啊,前面提到的铜催化的点击化学,它可能需要1~2个小时才能反应完全,那么也是因为它的这样一个优势,就是反应非常的简单,所以说其实它是对生物体系来说更友好的啊一种点基化学反应,那么它无毒,而且蝶氮机的体积非常小,所以说当它进入细胞或者果体内代谢的时。
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时候基本上不会受到太大的影响。非常适合在活细胞或者动物中应用,呃,那么下面这张图呢,是一些常见的SSPACC用到的环缺的结构,呃,也就是上面示示意图里的这一部分,我们可以看到随着科学家不断的发现,其实现在有非常多的这个环缺的结构,呃,那么呃,上面是它们的名字,然后下面呢,是它们和迭氮机发生反应的相对速率,嗯,可以看到。
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其实很大一部分它的应速率还是相对来说比较慢的,那么目前最常用的就是说我们综合了它的反应速率,还有它的合成难度,然后其实也就是他的呃,直接反映它的价格,目前商品化做的最成功的是DB Co集团。然后还有BCN集团也有一些应用,但是因为它的反应速度也相对较慢,所以说更多用到的还是这个DB Co集团。然后接下来呢,我们再来看一个例子啊,是一个将SPACC实验应用到体内的实际案例啊,这个是2017年发表在ACS nano上的一篇文章。嗯,那么他们其实是用了一个两步法的方式,先后两步呢,给小鼠注射这个呃碘气化学试剂,第一步注射的是这个低蛋糖,低蛋糖它可以进入到细胞内,然后发生一个代谢,从而把低蛋基呃代谢到这个我们希望标记的细胞上啊,然后在注射了,他们可以看到在注射了叠蛋糖4天之后,等待叠蛋糖已经已经复集到了我们小他复集到的位点,当然在这篇文章里就是复及到肿瘤部位。
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然后再通过同样通过伪静脉的方式啊,来注射这个d b Co集团修饰的环形区修饰的治疗材料,这里是一个附载锌离子的纳米颗粒。然后呢,在体内小鼠的体内来发生这个真正的生物振荡的反应,通过这样的方式来实现对于肿瘤部位的一个靶向递送和治疗。那么这种方式相较于传统的在呃在给小鼠富裕之前就把这两个材料连接在一起的偶联方式相比呢,呃它的优势其实是非常明显的,首先第一方面,这其实是做了一个双靶向的设计,因为迭蛋糖和呃DB Co材料表面都是负载有呃靶向集团的,所以说两个材料它都富集在都富集在呃肿瘤部位的概率会高很多啊。然后另外一方面呢,如果说呃在刚开始就把两个集团呃结合在一起,那么其实像这种比较大的大分子,它的生物利用率是比较低的,可能在进入体内代谢的时候会遇到一些问题啊,所以说这种策略可以让我们实现高效且精确的对于靶向的呃,无论是肿瘤区域还是其他的一些区域的一个快速的递送。
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嗯,然后第三个反应也是目前呃比较新,就是应用比较广理比较新的一种点击化学反应是IEDDA啊,它是逆电子需求的DS阿德反应,它的反应原理是通过一个呃电子缺陷的四氢,就是下面这个结构,呃和电子负极的烯烃或者是炔烃,就是上方的这个结构,它们俩之间发生同样发生一个环加成的反应,会生成一个稳定的六元氮杂环。
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嗯,那么这个反应它的一个呃,很很经典的特征,就是它的反应速度相当快,嗯,像前面提到的Co,呃,SSPACC, 大概在半小时,这个反应它可能在10分钟,15分钟就可以完成。但是呢,它也有一个缺点,就是这个结构会相对来说比较复杂,所以呢,它的一个呃,整体的合成成本,包括我们的使用成本都会相对来说比较高,然后另外一方面呢,四情的结构和这个呃环境期的结构,它可能相对来说稳定性会比迭代集团略差一点。啊,所以说在实际的应用中,虽然说它也是对生物无毒的,但是在实际的应用中,它可能呃,需要进行一定的评估,才能考虑是不是真正的适合于生物体系的使用。
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嗯,那么接下来还是一个案例,是2015年发表在jacks上的一篇文献,嗯,它是将当时很热门的这个hello tag的解说和点气化学进行了一个融合,我们可以看到它是是在这个hellolo tag的标签上,呃分别修饰了DB Co的荧光团和呃t Co的荧光团,也就是s SP accc的呃,一个反应所要的原料和IEDDA反应所需要的原料,然后呢,分别和呃迭氮机修饰的camera或者是四禽级修饰的camera来和内之王以及胞质内的蛋白进行一个顶性化学的互联反应,然后通过成像,还有对整个反应速率检测的方式来对比了这两种不同的点击化学反应,那么从反应速率角度来看,IEDDA, 它的速率是明显更快的,这也可以看到基本上。
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嗯,可以达到,呃,SP ACC DB Co催化的大概一半的速度。那么同时从这个不同的浓度上来看,呃,这个呃呃4情和t Co催化的反应,它可以在相对来说比较低的浓度就达到比这个TP Co集团更好的效果,同时它的一个产物的稳定性也是会更好一点。嗯,所以说在这个生物体系里,可能就是呃4情的,呃4情的这样一个顶级化学的反应,更加的适合呃这样一个标记的情况。嗯,那么前面13种反应类型分开讲,接下来我们来把3种类型,呃,3种反应类型放在一起进行一个对比。嗯,那么首先是Co a c, 它的反,它的反应原理是,呃,通过反应物和一价铜离子形成一个中间体,然后从而降低反应所需要的势能,呃,它的优点是底部的范围非常广,因为迭氮机和缺基相对来说合成的难度都比较低,所以说。
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呃,想要在不同的分子上实现一个标记都是比较简单的,那么同时它的一个合成的成本也会相对来说比较低。但是它所存在的一个缺点,呃,首先第1点就是铜离子,它的一个潜在的毒性,所以在细胞,活细胞和活体内的应用可能会比较受限制,第二方面是他实验体系相对来说比较复杂,那么在实际运行实验的时候,可能就要进行比较多的摸索。啊,因此我们推荐了CUCC,它的一个主要的应用场景是用在体外的生物标记,还有一些体外的生物大分子的修饰,那么可以在可以用最低的成本达到最良好的效果么?同时在一些高通量的合成和材料构建的角度,也可以用到CACC是一个性价比更高的选择。
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嗯,那么第二类SSPAACC,它的反应原理是环形缺的一个环张力导致促使的这个反应发生,那么它的优点就是整个反应无毒和温和,而且迭氮肌很小,因此易于代谢,但是它也存在一定的缺点啊,那么首先呃,比较复杂的环合成难度是比较高的。啊,那么同理它的稳定性也会相对来说差一点,而且它和ADA比起来反应速率还是会略慢一点,那么我们推荐的场景就是对于速率没有非常高的要求的,对活体和呃。活细胞的一个生物正交的标记啊,那么最后IEDDA,它的反应原理是通过分子轨道南极的匹配之间偶联的一个电子效应,让他们能够快速的结合反应。它的优点就是反应速度相当的快,但是缺点也很明显,就是4层的底物合成难度会比较高,所以导致这个实验整体的成本会比较高一点。那么这里推荐的应用场景就是对反应的速率有要求的实时活体成像和快速的药物递送或者是标记的反应。
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那么在了解了这三种反应类型之后,接下来我们用三个生物学应用实义能够更好更好的了解点击化学的应用。那么首先第1个是糖代谢标记啊,这个其实也是特它获得诺奖的原因,那么呃,糖代谢标记指的是在细胞或者是活体的培养过程中,使用一个生物正焦基团修饰的糖类似物,你们可以看右边这张图,其实就是上面这样一个结构啊,这个生物制造集团可以是迭氮剂,也可以是缺基,也可以是四氢,可以根据自己的实验需求来进行调节。然后呢,由于它这个结构本身比较小,所以说在细胞内可以发生正常的代谢,嗯,那么虽然它是非天然糖,但是它可以和天然单糖一样。进入到细胞内发生代谢,那么通过脂酶啊,激酶,还有糖基转移酶等等一系列细胞内酶对它的一个转移进行加工就可以,并将我们这个生物正交的基团掺入到糖蛋白或者或者是糖脂这一类的生物分子中,那么其实也是相当于给发生了糖基化的这个分子上带了一个标签,那么后续我们就可以通过点击化学的方式。
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在其上偶联成像探针或者是进合探针,这个选择性其实就非常广,那么比如说我们可以呃偶联荧光探针呢么,就是通过荧光来它进行成像,也可以偶连放射性的元素,就是通过核磁的方法对它成像,那么如果我们在上面连接生物素的话,就可以通过生物素和叶酶亲和素之间的亲和作用啊,把这一部分的蛋白拉下来进行后续的分析啊,当然也可以通过连接不同长度的PE激链来改变它的分子量,然后通过跑焦的方式来对它进行一个分离腹肌。
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嗯,那么这个呃方式它的优势就是它的操作非常的简便,而且不影响到细胞自然的一个代谢环境,同时它的转化率也比较高,那么这里我们用来做对比的是传统的一部分一部分式的方法,就是左边的这个示意图,它是在反应进行啊,在富育细胞前就完成这个呃生物润钾就完成这个顶基化学的反应,就是将糖和荧光团已经连接在一起,然后再向细胞或者是活体内进行孵育,那么可以想象一个这么大的鸡团。其实他想要在细胞内进行正常的代谢,难度是比较大的,所以整体的生物利用率会被大大的降低。嗯,那么这个技术其实是糖化学研究领域的一个非常重要的技术手段,是一个很重大的突破。呃,让我们可以对糖基化的具体的反应类型和具体的蛋白来进行一个详细的分析,嗯,那么当然这个过程呢,其实它也并不局限于糖。
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我们可以把这个糖换成其他的,比如说氨基酸或者是生物小分子,那么同理他们也可以在细胞内或者是活体内进行代谢,把这样一个生物制尿的基团代谢到他们本身天然所处的位置,然后再通过后续的呃,其实和这里一样的顶级化学的耦联方式,对于我们所感兴趣的其他分子,或者说是一些其他的靶点来进行荧光的追踪和复极的分析。啊,那么这里举一个例子,是2016年发表在德国应用化学上的一篇文章,它也是通过一个两步的方法,首先是给小鼠的伪静脉注射叠氮糖,然后呢,呃,让小让这个叠氮糖能够进入到小鼠的体内,对不同的器官组织进行标记,然后再注射基于抗元素的核磁共振探针,那么就和前面提到的呃那篇文章是一样的,在小鼠体内开展这个生物振焦的呃反应过程,那么在注射两小时之后,通过这个核磁成像的方式。
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来看,呃,来观测这个小鼠体内的不同的器官的分布啊,那么这里它是用不同的箭头标注了小鼠的不同的组织啊,比如说肾脏啊,肝脏,肠道和脾脏等等一些,那么可以看到相较于上面的微口组,像下面的叠蛋糖处理组啊,无呃,它的肿瘤,肾脏,肠道,肝脏还有脾脏都是能够和周边的肌肉组织表现出更明显的一个影像学的响应,嗯。同时,不同的组织之间,他们的糖计化水平也有,呃,也有不同的情况。啊,那么这就是为我们提供了一种可以快速无畅的在活体整体成像糖基化组织的呃,一种实验的方法。当然这篇文章呢,它是在一个普通的生理常常规的生理状态下来开展,那么有可能在病理情况下会展现出啊,更加有差异的表现啊,因此如果说我们能够通过这个方法来来观察到糖基化代谢在不同病理情况下的一些区域的话,那么其实它是具有一定的临床诊断的潜力。
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嗯,然后第二方面呢,我想介绍的应用是点击试药,那么其实它这个概念有点类似于大家很熟悉的前药的概念,它是在药物分子上引入了一个可点击的隐蔽基团,或者是自裂解的linker,那么这个link可呢,就可以帮助药物首先第一方面在体内保持稳定,第二方面我们也可以在上面再连接其他的靶向机团,来增强整体的一个递送的效率。那么比如说可以看到右边这张图,就是在drug上连接,通过一个link可连接了不同的点击化学的集团,那么在发生了和左边的这些集团。发生了IEDDA或者是SSPCCC这两类点击化学过程之后,中间这个link会自发的断裂,那么就可以使活性的药物在目标的组织或者是细胞内进行一个选择性的释放。
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啊,那么左边这张图可以看得更加明显,那么我们可以设计两种不同的分子,一种是点击化学基团连接一个靶向分子,一种是点击化学基团连接一个靶向分子,然后再连接真正的药物pay漏。嗯,那么两个药物分别两个,两个药物分别注射到小鼠的体内,他们就可以分别的靶向到目标的区域,呃,然后当他们到达了这个我们希望它靶向的区域,比如说肿瘤,肿瘤部位他们在这里再发生点击化学,然后药物呢,在这里才真正的被释放出来。可以实现一个非常高效的药药物利用,而且同时呢,它很适合一些本身系统毒性比较大的药物,因为当它被屏蔽的时候,其实它的呃毒性是没有发挥出来的,所以说可以降低药物整体的一个系统毒性,减少它的副作用,同时也很大程度的提高了药物在靶向区域的利用率。
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嗯,那么下面我们可以看一个点击试药的例子,SQ3370啊,这其实是目前点击化学以及唯一一个进入临床的药物,呃,它的一个实验原理,呃,设计原理其实也比较的简单,它由呃,这个SQ3370有两部分组成,第一部分是一个4000。是一个四情修饰的生物聚合物SQ170啊,第二部分是一个反式环形期修饰的阿霉素原料SQP。SQP33呃,那么它的一个呃给药方式比较特殊,那也是同样分为两步,第一步是在肿瘤原位注射,就是直接给肿瘤这里注射这个生物聚合物的分子,然后呢,再通过静脉给药的方式啊,在患者体内注射反射环境吸修饰的爱霉素的原药,那么当当爱霉素的原药啊,通过正常的生理循环,循环到肿瘤部位啊,被四情聚合,呃被四情修蚀的生物聚合物所捕获,发生碘气化学的反应,然后把爱霉素原药释放出来,实现它的生物毒性。嗯,那么从左下角这张图中可以看出,SQ3370相较于普通的传统的没有修饰的DOS相比,它在肿瘤部位的一个聚集程度和药物利用率是有一个非常显著的呃变化的啊,那么从具体的疗效上来看啊,这里是用到2个小鼠肿。
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图的模型,那么在两个模型中。呃,DOS修饰组是这个红色的组,然后SQ3370,呃,处理组是这个蓝色的组,我们可以看到,首先SQ3370它的一个治疗效果是不略于docks的,甚至在某些情况下它还会略减的,略优于这个传统DOS,但它的一个非常大的优势就是小鼠的肿瘤,小鼠的呃本身的体重没有受到影响,可以看到红色的这个DOS组。
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其实小鼠的体重发生了一个非常非常明显的下降,那就这这就说明这个药物它对于小鼠本身的毒性是很大,但是SQ3370修饰组小数的体重基本上维持在一个平均的水平,甚至还有缓慢的上升。啊,那么同时除了DOS本身对于呃肿瘤的一个治疗效果之外,SQ3370还可以引发肿瘤本身,呃肿瘤所处的这样一个免疫微环境发生变化,会诱导T细胞呃在肿瘤会发生浸润,也就是更加的有利于呃自自身诱发自身的免疫系统对肿瘤进行清除。然后第三个方面是ABC药物合成的方面,嗯,那么这个其实它呃可能更加的偏向于药物化学领域,嗯,那么和传统的合成方法相比,除了前面所提到的一些呃点击化学的优势之外,它用呃点击化学用于ADC合成还有以下几种优势,首先是它可以实现很精确的靶向连接啊,也就是说我一个迭氮机和一个缺基,他们就是一对一对应的关系啊,不会像传统偶联方式一样,可能不太能说清楚偶联上去的药物和抗体比是多少,那么对药物整体的可控性和质控来讲有一个大幅的提高。第二方面是它的反应条件很温和。
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啊,像前面提到的,只需要室温,而且不需要呃,催化剂,那么对抗体的活性和小分子的药物结构,在这样一个很温和的条件下,基本上是不会受到太大的影响。嗯,那么第三方面呢,是它中间生成的这样一个杂环啊,一般是一个呃呃氮杂环,呃,它是很一个在化学上很惰性的结构,那么进入生物体后呢,它是抗酶解,而且耐PH变化,所以说ADC药物在抵达它真正想要抵达的位点之前,整体的一个顺利稳定性呃是比较良好。
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那么最后一方面,也是像前面提到的就是化学,它有点类似于一个拼积木的概念,我们可以对它实现一个模块化的组装,可以呃,根据自己的需求来混搭不同的抗体和小分子药物。那么比如说像右边这篇2021年在内communication medication上报道的文章。啊,他们就是在抗体上连接了一个三分差的点击化学的结构啊,分别是两个DB的集团和一个t Co的集团。那么在同一个抗体上,我连了两个m Mae分子和一个MMA分子,实现了很高效的一个药物的负载啊,构建了这样一个双ADC的体系,嗯,那么。呃,当然这篇文章呢,它只是一个比较初步的尝试,但是我们可以想象这种,呃,这种可以给我们很多,就是可以增加了很多的设计的可能,那么就对后续的,比如说对于一些呃,克服耐药性的尝试,客服突变的尝试,还有不同的药物联用,提高了很多的可能性。
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嗯,那么呃,这里是一些,这里是举两个例子,是基于电机化学合成的ADC药物啊,比如说素澈B放他们发,呃,他们所研发的这个STRO001啊,这个药物目前已经进入到了临床一期的进展。呃,那么它的一个设计的原理是通过一个非天然糖,呃,非天然的氨基酸来标记抗体啊,然后同时和一个DB Co修饰的美灯素之间发生SSPACC点击化学催化反应,将两者将两者连接,呃,连接在一起,然后第二个是MRT004A是我们国内的公司,呃,呃研发的一个药物啊,它是通过非天然糖来标记这个抗体。
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然后同样的通过DB Co集团连接的m Mae, 呃和这个非天然堂之间发生点击化学来实现这样一个药物的合成,这个药物目前是已经进到了临床三期的研究,嗯,然后呢,呃,其实这个素手公司他们呃也已经发明了自己的一个基于点击化学的药物合成体系,可以用啊,可以采用不用细胞的方式就用。呃,就通过非天然的氨基酸或者是非天然的糖来标记到抗体上,这样通过一种不需要细胞的方式来快速高效且低成本的生成抗体,然后从而呢,就能够对这种基于点击化学的ADC药物合成啊,起到非常好的一个助力。解决方法啊,那么首先第一个就是像这个已经上已经进入临床的这个药物,它的一个方法啊,那么它大家可以看到,它是通过一个两步的方法,先是在流内注射啊,这个第一个顶气化学的材料,然后第二个顶气化学材料呢,它是通过经脉注射的方式给到啊,那么所以说这样就很好的规避到了他在其他的区域发生一个发生这样的一个点击化学的过程啊,它可以呃。
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就是集中在肿瘤的区域进行这个点击的过程,那么当然这样的呃实验方法肯定也有一定的缺点,那么比如说我们不论是说用在呃就是呃就是说临床的患者身上还是怎么样,这种流内注射方法,可能他呃就是无论是对于患者的他承受疼痛的角度来讲,还是心理角度来讲,可能会有一定的困难,呃所以说其实第二种方法就是像这篇文献所讲到的,它是前后先后来进行一个胃静脉的注射,那么它在注射了第一个这个叠氮糖之后,呃,其实上迭氮糖在小鼠的体内已经代谢循环了4天,那么4天之后,它像驻留在注射的这个胃静脉的区域的,其实已经很少,那么大部分的迭蛋糖都已经到了我们希望它所到的区域啊,不论是这片文线里的不同的器官,还是啊肿瘤里,然后在这个时候呢,再进行第二波的这个第二个药物的注射,那么就可以。
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也使得他能够更好的。在我们希望它发生的靶向区域啊,来进行这样的一个过程,嗯,好,第一个问题就是这样。好,那我们看一下第二个问题,嗯,有小伙伴问老师,SQ3370药物的设计中为什么是流内注射生物聚合体静脉注射阿霉素注射的区域可以返回来吗?嗯,这里我们可以看一下后面的这个示意图,嗯,那么呃,我个人觉得反过来应该是不太现实,其实很简单,就是呃,像这种生物聚合物,可以看出成这个分子式,它的分子量是非常大的,那么这样一个大分子结构,想要进入到静脉内,然后再进行代谢,代谢到我们的目的区域,呃,从生理角度来讲是比较困难的,整体它的一个利用率是很低,而且啊,如果说。
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啊,如果说他在代谢中出现一些问题,可能甚至会导致一些副作用,而阿霉素呢,在这在这个工作之前,其实就是一个非常非常成熟的药物,所以说阿霉素不论是它的注射方法,给药周期,还是可能会出现的一些副作用,我们对它的一个解决方案其实都是有一套很成熟的体系的,那么所以呃,这个药物呢,它就是通过原位注射,呃,原位注射生物聚合物和常规的静脉注射阿霉素的方法来最后实现了一个比较好的疗效。嗯,好的,第三个问题是,嗯,有一些小伙伴想问一下点滴化学这个相关的产品有没有试用装可以领用一下。嗯,这个可以联系我们的地区销售,然后他们会给你提供具体的信息。
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嗯。下一个问题是这位777同学问,T Co和药物分子连接后该如何纯化呢?嗯,这个其实很简单啊,我们可以看到t Co它呃建档的这个SP,呃,I edda的反应啊,它也是它这个反应呢,也是不需要催化剂的,所以说整个反应体系,呃在反应结束之后只会有呃只可能有三种物质啊,一个是呃反应没有完全的这个反应物,然后还有就是你的产物,那么他们首先它们的分子量肯定是嗯差异,嗯。不说非常大,但他们肯定是有分子量啊,所以就可以通过最简单的,比如说跑HPLC啊这一类的,通过分子量来分离的方式跟他进行一个纯化,那么同时也可以根据你的这个具体的结构看一下它极性的变化,通过常规的构渡法也是可以进行一个分离纯化的。
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那下一个问题是,这位陈恒宇同学问,如何通过遗传密码子扩展技术引入叠氮集团,或者是同集团实现点基化学的定点偶联呢?嗯,通过遗传密码子扩展技术来在啊,如果是。如果是想要在细胞内引入的话,嗯,其实我个人觉得稍微有点舍本逐末,因为呃,如果说你已经通过了遗传密码扩展技术,其实相当于呃,已经对这个细胞,或者说是对这个体系进行了基因学上的编辑,但是点击化学它最大的一个优势其实就是它不需要对细胞,不需要对本身真正的生理代谢过程进行一些改变就可以发生啊,那么当然如果说想要通过这种方式来进行的话啊,那么是可以有这种朽,呃就是就是这种修饰是可以实现的,那么可以通过在遗传密码组上。比如说我们连接一个hellolo tag或者是snap tag, 然后呢,再用呃一个呃连接的低碳集团的snap tag的探针啊,或者是其他的一些标记的分景,然后通过这样一种相对来说比较间接的方式来实现啊,对于啊,您所提到的这个定点偶联上呃进行点击化学的一个需求。
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嗯,那下一个问题是无名同学们,点滴化学可以研究小分子。代谢物的作用靶点吗?小分子代谢物啊,是可以的,呃,这里我们可以看到这里举的这个糖代谢的糖代谢标记的例子啊,那么呃,这里我讲到的案例是糖代谢,但是其实我们可以把这个糖换成小分子,呃,那么呃就举个例子,比如说呃,比如说是一个你所研究的任意一个小分子,我们可以在上面给它进行迭代基团或者是缺基的修饰啊,由于这个分子它比较小,所以说大多数的有活性位点的药物分子上都是可以进行这样的一个合成的,那么和其实就和这个非天然的代谢糖一样,这样一个非天然的小分子,它也可以进入到细胞内,发生正常的生理代谢过程。
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然后呃,那么我们就相当于在这篇文,呃,在这个案例里呢,它是将这个可标记的T掺入到糖蛋白或者是糖脂的生物分子中,那么在你所提到的这个场景场景,它其实就是把这个肽掺入到了。掺入到了这个代谢,呃,就是这个代代谢物,它所代谢到的这个区域,然后我们再通过成像或者是氢和偶联的方式把它拉下来,那么就可以实现对于这个靶点的一个检测。嗯,这位亮同学问糖代谢标记临床诊断的意义,以及一些MC的产品推荐。
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嗯,这个临床诊断的意义啊,当然目前来讲啊,在临床诊断上还没有真正上到临床的基于糖代谢的呃一些产品,但是糖代谢本身呃,其实在不同的呃生理情况下,呃,我们可以就是其实有很多文章报道糖代谢水平是不一样,比如说最经典的就是在肿瘤细胞的表面唾液酸化呃是比较强的,那么呃从这个角度来讲,我们就可以通过设计一个唾液酸化的代谢糖,然后通过生物正交的集团来对它进行啊标记,那么相较于普通的正常组织来比,肿瘤区域由于它呈现出了更高的特别酸化,所以说呢,它表现出来的信号也会更高,那么就有可能可以作为一个临床诊断的啊一个选择,当然这个目前还没有真正的上到临床,呃,但是我相信呃,糖代谢标记,或者是一些其他的代谢标记,呃,可以通过点击化学的方式,能够真正的在临床上起到一些应用。
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然后另外产品推荐的话,这个主要是看你的一个实验需求,那么如果说是你是呃,比较专注于糖代谢这一块儿的话啊,那么我们可以推荐一些迭蛋肌修饰的代谢糖啊,它可以进入到细胞内发生代谢,然后呢,如果说你后续是想做成像的话,那么可以推荐呃,比如说DB Co染料,或者是缺基修饰的一些染料分子,如果说你后续希望能把蛋白复集下来做质谱啊,还有一些其他的分析,那么我可以给你推荐DB Co连接的生物素,或者是DB Co连接的氨基,然后来后续进行偶联来进行一个负极分析。好的,那下一个问题是这位CDC同学问,嗯,经过这种修饰的蛋白会不会影响它的水溶性?嗯,这个基本上是不会有影响,因为相较于碘基化学基层来说,其实蛋白是一个呃很大的生物大分子,那么碘基化学它所修饰的这样一个,呃呃,这个蛋杂环的结构,其实它相对于蛋白的体积来说是很小,所以说如果说蛋白本身的使用性比较好的话,那么这样一个小型集团基本上不太会对使用性有所影响。
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好的,那我看提问的同学好像都已经回答完了,那我们要不请老师再来讲一下我们这些推荐的产品有哪些?应用吧,我们这几个。
我来说两句