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易伟团队Chem:BTSA类有机硒物的创制及其“点击化学式”药物化学生物学应用

近日,我院易伟教授联合上海科技大学许红涛研究员、呼吸疾病全国重点实验室赵金存教授、广州实验室彭伟研究员、药学院余细勇教授等团队在Cell姐妹刊《Chem》在线发表了题为“Organo-Se BTSAs-enabled performance: From racemic and asymmetric synthesis to click chemistry application”的研究论文(https://doi.org/10.1016/j.chempr.2023.07.022)。我周志副研究员、2019级硕士生吴烈鑫及上海科技大学的顾宇昂、王岩为该论文的共同第一作者;易伟教授和上海科技大学许红涛研究员为该论文的通讯作者;广州医科大学药学院分子靶标与临床药理学重点实验室为第一完成及通讯单位。



众所周知,硒是人体必需的微量元素,人体中至少有25种含硒蛋白直接或间接调控了机体的多种生理过程。同时,有机硒化合物由于其独特的物理化学特性和广泛的生物学功能,使其在合成化学、药物化学等领域受到越来越多的关注。然而,如何高效构建有机硒化合物库及探究其潜力药学应用是制约该领域发展的瓶颈问题之一。此外,自从1999年Barry Sharpless教授从自然界化学反应的本质规律出发提出点击化学(click chemistry因该工作其获得2022年诺贝尔化学奖)的概念之后,开发可预测性的、模块化的功能有机小分子的高通量合成及生物正交标记方法,一直是有机合成化学、化学生物学和新药研究研究领域的热点问题之一。


鉴于此,本研究借助该团队前期发展的C-H直接活化/不对称官能团化策略(前期工作基础详见该课题组网站:http://www.gzhmu-ygz-group.cn),设计合成了一类新型含硫手性的磺胺噻硒唑化合物(BTSAs)。在此基础上,利用所开发BTSAs的反应特性,(1)以BTSAs为底物,系统实现了吲哚C-3芳基硒醚类化合物的模块化、点击化学式高通量合成与含硒DNA编码化合物库(SeDEL)构建及多种含巯基功能分子(包括氨基酸、多肽、单糖、甾醇及上市药物)的位点选择性修饰;(2)以BTSAs为共价反应弹头,率先开发了基于Se-S连接方式的靶向半胱氨基酸残基(Cys)修饰的点击化学式生物正交反应并成功用于抗新冠候选药物发现、trastuzumab-BTSA分子探针合成及基于其的HER2荧光成像分析。该研究有效扩展了有机硒化合物的化学与应用空间及点击化学式反应类型,也为今后的抗新冠新药研发及可视化药物疗法提供了工作基础及新的借鉴上述相关原创性成果已成功申请了中国发明专利(CN115677621A)及国际PCT专利(PCT/CN2023/071718)。