17 de enero de 2023 (Noticias de Nanowerk) El Premio Nobel de Química de 2022 se otorgó en parte por lo que puede ser un problema bastante difícil: alterar precisamente un aspecto de las biomoléculas sin afectar al resto de la célula. Ahora, en un estudio publicado recientemente en Cartas orgánicas ("Síntesis de dibenzoazaciclooctinos funcionalizados mediante un método de descomplejamiento para complejos de ciclooctino-cobalto fusionados con dibenzo"), investigadores de la Universidad de Medicina y Odontología de Tokio (TMDU) y colaboradores han sintetizado de manera concisa una clase de moléculas que facilitarán en gran medida dicho trabajo.
Síntesis fácil de azaciclooctinos fusionados con dibenzo (DIBAC) funcionalizados mediante reacción de clic y posterior descomplejamiento de cobalto. (Imagen: Laboratorio de Biociencia Química, TMDU) Imagínese experimentar con la preparación de pan sin agregar levadura. Notará muchos efectos, además de que no sube, el sabor y el aroma del pan cambiarán. En otras palabras, al cambiar un aspecto de la receta, ha cambiado fundamentalmente todo el resultado final. Puedes imaginar las células vivas como un pan mucho más complejo, con muchos ingredientes que funcionan juntos. Para estudiar cualquier aspecto específico de la función celular, necesita herramientas precisas que no afecten ninguna de las otras sustancias químicas que ocurren en la célula. Las reacciones de cicloadición de azida-alquino promovidas por tensión (SPAAC) que utilizan dibenzoazaciclooctinos (DIBAC) permiten un análisis biomolecular preciso. Por lo tanto, expandir la diversidad química de los DIBAC expandiría las posibilidades de las reacciones SPAAC y ayudaría a desbloquear el vasto potencial que presenta esta reacción química. Por lo tanto, los investigadores optaron por centrarse en esta área en un esfuerzo por desarrollar un método nuevo, eficiente y simplificado para crear DIBAC sintéticos que pudieran usarse en reacciones SPAAC. "Por lo general, es difícil preparar cualquier cosa que no sean moléculas DIBAC simples", explica Yuki Sakata, autor principal. "En consecuencia, nos enfocamos en sintetizar diversos DIBAC mediante un procedimiento versátil". Un paso crítico del presente trabajo fue la síntesis concisa de un complejo de cobalto que permitió la síntesis directa del cicloalquino deseado, la unidad química que es esencial para la función de DIBAC en el análisis biomolecular de SPAAC. Por ejemplo, se obtuvo un DIBAC en seis pasos con un rendimiento del 72 %; el método anterior requería ocho pasos y solo dio un rendimiento del 45% (Figura). Además, incluso los DIBAC altamente complejos que eran incompatibles con los enfoques sintéticos anteriores se obtuvieron a través de este nuevo método. "Usamos la química SPAAC habilitada para DIBAC para modificar una proteína azido-HaloTag, que es una herramienta versátil en los estudios de función e interacción de proteínas", dice Takamitsu Hosoya, autor principal. "Las aplicaciones en funcionalizaciones biomoleculares complejas están en marcha en nuestro laboratorio". Este trabajo logró ampliar la gama de química que está disponible para los profesionales de la química SPAAC. El sencillo protocolo de síntesis DIBAC de los investigadores será útil para los esfuerzos en curso para interrogar la función celular de manera precisa, suave y no disruptiva para la fisiología celular general.
Síntesis fácil de azaciclooctinos fusionados con dibenzo (DIBAC) funcionalizados mediante reacción de clic y posterior descomplejamiento de cobalto. (Imagen: Laboratorio de Biociencia Química, TMDU) Imagínese experimentar con la preparación de pan sin agregar levadura. Notará muchos efectos, además de que no sube, el sabor y el aroma del pan cambiarán. En otras palabras, al cambiar un aspecto de la receta, ha cambiado fundamentalmente todo el resultado final. Puedes imaginar las células vivas como un pan mucho más complejo, con muchos ingredientes que funcionan juntos. Para estudiar cualquier aspecto específico de la función celular, necesita herramientas precisas que no afecten ninguna de las otras sustancias químicas que ocurren en la célula. Las reacciones de cicloadición de azida-alquino promovidas por tensión (SPAAC) que utilizan dibenzoazaciclooctinos (DIBAC) permiten un análisis biomolecular preciso. Por lo tanto, expandir la diversidad química de los DIBAC expandiría las posibilidades de las reacciones SPAAC y ayudaría a desbloquear el vasto potencial que presenta esta reacción química. Por lo tanto, los investigadores optaron por centrarse en esta área en un esfuerzo por desarrollar un método nuevo, eficiente y simplificado para crear DIBAC sintéticos que pudieran usarse en reacciones SPAAC. "Por lo general, es difícil preparar cualquier cosa que no sean moléculas DIBAC simples", explica Yuki Sakata, autor principal. "En consecuencia, nos enfocamos en sintetizar diversos DIBAC mediante un procedimiento versátil". Un paso crítico del presente trabajo fue la síntesis concisa de un complejo de cobalto que permitió la síntesis directa del cicloalquino deseado, la unidad química que es esencial para la función de DIBAC en el análisis biomolecular de SPAAC. Por ejemplo, se obtuvo un DIBAC en seis pasos con un rendimiento del 72 %; el método anterior requería ocho pasos y solo dio un rendimiento del 45% (Figura). Además, incluso los DIBAC altamente complejos que eran incompatibles con los enfoques sintéticos anteriores se obtuvieron a través de este nuevo método. "Usamos la química SPAAC habilitada para DIBAC para modificar una proteína azido-HaloTag, que es una herramienta versátil en los estudios de función e interacción de proteínas", dice Takamitsu Hosoya, autor principal. "Las aplicaciones en funcionalizaciones biomoleculares complejas están en marcha en nuestro laboratorio". Este trabajo logró ampliar la gama de química que está disponible para los profesionales de la química SPAAC. El sencillo protocolo de síntesis DIBAC de los investigadores será útil para los esfuerzos en curso para interrogar la función celular de manera precisa, suave y no disruptiva para la fisiología celular general.
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- Fuente: https://www.nanowerk.com/news2/biotech/newsid=62186.php
