Py-Macrodipa: A Janus Chelator Capable of Binding Medicinally Relevant Rare-Earth Radiometals of Disparate Sizes.
Py-Macrodipa: A Janus Chelator Capable of Binding Medicinally Relevant Rare-Earth Radiometals of Disparate Sizes.
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DOI：
10.1021/jacs.1c05339
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发表时间：
2021-07-14
影响因子：
15
通讯作者：
Wilson JJ
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Hu A;Aluicio-Sarduy E;Brown V;MacMillan SN;Becker KV;Barnhart TE;Radchenko V;Ramogida CF;Engle JW;Wilson JJ
核医学利用不同类型的放射性金属进行疾病诊断和治疗，但这些应用通常要求它们被稳定地螯合。鉴于这些放射性核素的化学性质往往截然不同，要找到一种能有效结合所有这些核素的单一螯合剂是一件具有挑战性的事情。为了解决这个问题，我们最近报道了一种大环络合剂MANDIPA，它对稀土(Ln3+)离子具有前所未有的“双尺寸选择性”模式，其特征是对大Ln3+和小Ln3+都有高亲和力(J.Am化学。SoC。2020年、1422年、13500)。在这里，我们描述了第二代“大二巴类型”的配体，y-大二巴。对其与Ln3+的配位化学进行了深入的实验和计算研究。这些研究表明，与Ln3+−相比，Ln3+−py-mandipa具有更高的热力学和动力学稳定性，同时保留了特殊的双尺寸选择性。使用治疗性135La3+和诊断性放射性金属44Sc3+评估了Py-Macdipa用于螯合化学性质不同的放射性金属的核医学应用，这两种放射性金属代表了Ln3+系列中的两个尺寸极端。放射性标记和稳定性研究表明，这些快速形成的放射性核素与吡二苯二胺形成的络合物在人血清中高度稳定。因此，与DOTA和MANPA等金标准螯合剂相比，Py-MANDPA可用于同时有效地结合具有不同离子半径的放射性金属，如La3+和Sc3+，这标志着核医学的一项重大成就。这一概念可以方便地将广泛的医学上相关的放射性金属纳入化学上相同的放射性药剂中。从Py-Macdipa中学到的基本配位化学为未来的螯合剂开发提供了宝贵的见解。
Nuclear medicine leverages different types of radiometals for disease diagnosis and treatment, but these applications usually require them to be stably chelated. Given the often-disparate chemical properties of these radionuclides, it is challenging to find a single chelator that binds all of them effectively. Towards addressing this problem, we recently reported a macrocyclic chelator macrodipa with an unprecedented “dual-size-selectivity” pattern for lanthanide (Ln3+) ions, characterized by its high affinity for both the large and the small Ln3+ (J. Am. Chem. Soc. 2020, 142, 13500). Here, we describe a second-generation “macrodipa-type” ligand, py-macrodipa. Its coordination chemistry with Ln3+ was thoroughly investigated experimentally and computationally. These studies reveal that the Ln3+−py-macrodipa complexes exhibit enhanced thermodynamic and kinetic stabilities compared to Ln3+−macrodipa, while retaining the unusual dual-size selectivity. Nuclear medicine applications of py-macrodipa for chelating radiometals with disparate chemical properties were assessed using the therapeutic 135La3+ and diagnostic 44Sc3+, radiometals representing the two size extremes within the Ln3+ series. Radiolabeling and stability studies demonstrate that the rapidly formed complexes of these radionuclides with py-macrodipa are highly stable in human serum. Thus, in contrast to gold standard chelators like DOTA and macropa, py-macrodipa can be harnessed for the simultaneous, efficient binding of radiometals with disparate ionic radii like La3+ and Sc3+, signifying a substantial achievement in nuclear medicine. This concept could enable the facile incorporation of a breadth of medicinally relevant radiometals into chemically identical radiopharmaceutical agents. The fundamental coordination chemistry learned from py-macrodipa provides valuable insight for future chelator developments.
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DOI：
10.1007/bf00528565
发表时间：
1989-02-01
期刊：
THEORETICA CHIMICA ACTA
影响因子：
--
作者：
DOLG, M;STOLL, H;PREUSS, H
通讯作者：
PREUSS, H
影响因子：
1.6
作者：
Aluicio-Sarduy, Eduardo;Hernandez, Reinier;Engle, Jonathan W.
通讯作者：
Engle, Jonathan W.
影响因子：
6.1
作者：
Gans, P;O'Sullivan, B
通讯作者：
O'Sullivan, B
影响因子：
4.6
作者：
Aluicio-Sarduy, Eduardo;Hernandez, Reinier;Engle, Jonathan W.
通讯作者：
Engle, Jonathan W.
影响因子：
3.1
作者：
Abel, E. P.;Clause, H. K.;Severin, G. W.
通讯作者：
Severin, G. W.