Fast Diazaborine Formation of Semicarbazide Enables Facile Labeling of Bacterial Pathogens.
Fast Diazaborine Formation of Semicarbazide Enables Facile Labeling of Bacterial Pathogens.
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DOI：
10.1021/jacs.6b11115
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发表时间：
2017-01-18
影响因子：
15
通讯作者：
Gao J
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Bandyopadhyay A;Cambray S;Gao J
生物正交缀合化学使得能够开发用于询问复杂生物系统的工具。尽管文献中已经记载了许多生物正交反应，但由于一个或多个原因，它们不太理想，包括动力学缓慢，缀合产物的稳定性低，需要有毒催化剂，以及与非预期生物分子的副反应。本文中，我们报告了一个快速（>103 M− 1 s −1）和生物正交共轭反应，将氨基脲连接到具有邻硼酸取代基的芳基酮或醛上。硼酸部分极大地加速了缩氨基脲缀合物的初始形成，其重排成稳定的二氮杂硼杂。二氮杂硼杂环的形成可以在血清或细胞裂解物中进行，生物分子的干扰最小。我们进一步证明了这种缀合化学的应用使得细菌的标记变得容易。合成的氨基酸D-AB 3，其呈现2-乙酰基苯基硼酸部分作为其侧链，被发现通过细胞壁重塑掺入到几种细菌物种中，对于大肠杆菌具有特别高的效率。随后D-AB 3与荧光团标记的氨基脲缀合允许在血清中稳健地检测该细菌病原体。
Bioorthogonal conjugation chemistry has enabled the development of tools for the interrogation of complex biological systems. Although a number of bioorthogonal reactions have been documented in literature, they are less ideal for one or several reasons including slow kinetics, low stability of the conjugated product, requirement of toxic catalysts, and side reactions with unintended biomolecules. Herein we report a fast (>103 M−1s−1) and bioorthogonal conjugation reaction that joins semicarbazide to an aryl ketone or aldehyde with an ortho-boronic acid substituent. The boronic acid moiety greatly accelerates the initial formation of a semicarbazone conjugate, which rearranges into a stable diazaborine. The diazaborine formation can be performed in blood serum or cell lysates with minimal interference from biomolecules. We further demonstrate that application of this conjugation chemistry enables facile labeling of bacteria. A synthetic amino acid D-AB3, which presents a 2-acetylphenylboronic acid moiety as its side chain, was found to incorporate into several bacterial species through cell wall remodeling, with particularly high efficiency for Escherichia coli. Subsequent D-AB3 conjugation to a fluorophore-labeled semicarbazide allows robust detection of this bacterial pathogen in blood serum.
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影响因子：
15
作者：
Blackman, Melissa L.;Royzen, Maksim;Fox, Joseph M.
通讯作者：
Fox, Joseph M.
DOI：
10.1002/anie.201206749
发表时间：
2012-12-07
期刊：
Angewandte Chemie (International ed. in English)
影响因子：
--
作者：
Kuru E;Hughes HV;Brown PJ;Hall E;Tekkam S;Cava F;de Pedro MA;Brun YV;VanNieuwenhze MS
通讯作者：
VanNieuwenhze MS
DOI：
10.1002/chem.201502077
发表时间：
2015-10-12
期刊：
Chemistry (Weinheim an der Bergstrasse, Germany)
影响因子：
--
作者：
Bandyopadhyay A;Gao J
通讯作者：
Gao J
影响因子：
15
作者：
Dirksen, Anouk;Dirksen, Sjoerd;Dawson, Philip E.
通讯作者：
Dawson, Philip E.
影响因子：
4
作者：
Fura, Jonathan M.;Sabulski, Mary J.;Pires, Marcos M.
通讯作者：
Pires, Marcos M.