Расширение применения «клик-химии» для биоконъюгации в современной биомедицинской науке

В этом обзоре обобщены сведения о расширении применения «клик-химии» в различных областях, включая биоконъюгацию, разработку лекарственных средств, материаловедение и радиохимию. Рассмотрены реакции клик-химии, протекающие быстро, с высокой селективностью, специфичностью и выходом. Привлекательность этого подхода для сборки соединений, реагентов и биомолекул, применяемых в доклинических и клинических исследованиях, определяется двумя важными свойствами. Во-первых, реакции биоортогональны: реагенты и функциональные группы продуктов не взаимодействуют с функциональными группами биомолекул. Во-вторых, реакции легко протекают в мягких, нетоксичных условиях — например, при комнатной температуре и обычно в водной среде. Этими свойствами обладают медь-катализируемое циклоприсоединение Хюйсгена, диполярное циклоприсоединение азида с алкином [3 + 2], лигирование Штаудингера и лигирование азида с фосфином. Эти реакции позволяют модифицировать один клеточный компонент, не повреждая и не затрагивая другие. Клик-химия всё шире применяется на всех этапах поиска лекарственных средств в медицинской химии, например для получения соединений-лидеров комбинаторными методами. Биоконъюгацию с её помощью активно используют в протеомике и исследованиях нуклеиновых кислот. В радиохимии этот подход позволил избирательно маркировать радиоактивными изотопами биомолекулы в клетках и живых организмах для визуализации и терапии. С помощью клик-химии также получены бифункциональные хелатирующие агенты для ряда радионуклидов, используемых при позитронно-эмиссионной и однофотонной эмиссионной компьютерной томографии. В обзоре сделан вывод, что клик-химия не является идеальным методом конъюгации и сборки для всех задач, но служит мощной и привлекательной альтернативой традиционной химии. Она превосходит традиционные подходы по ряду параметров, включая биосовместимость, селективность, выход и стереоспецифичность; поэтому в ближайшем будущем её, вероятно, будут чаще применять в самых разных областях.