Transition-Metal-Mediated versus Tetrazine-Triggered Bioorthogonal Release Reactions: Direct Comparison and Combinations Thereof
Jazyk angličtina Země Německo Médium print
Typ dokumentu časopisecké články, práce podpořená grantem
PubMed
32757364
DOI
10.1002/cplu.202000477
Knihovny.cz E-zdroje
- Klíčová slova
- bioorthogonal chemistry, cleavage reactions, click chemistry, fluorogenic compounds, transition-metal complexes,
- MeSH
- fluorescenční barviva chemie MeSH
- heterocyklické sloučeniny chemie MeSH
- inhibiční koncentrace 50 MeSH
- kovy chemie MeSH
- lidé MeSH
- nádorové buněčné linie MeSH
- přechodné kovy chemie MeSH
- Check Tag
- lidé MeSH
- Publikační typ
- časopisecké články MeSH
- práce podpořená grantem MeSH
- Názvy látek
- fluorescenční barviva MeSH
- heterocyklické sloučeniny MeSH
- kovy MeSH
- přechodné kovy MeSH
Bioorthogonal cleavage reactions are gaining popularity in chemically inducible prodrug activation and in the control of biomolecular functions. Despite similar applications, these reactions were developed and optimized on different substrates and under different experimental conditions. Reported herein is a side-by-side comparison of palladium-, ruthenium- and tetrazine-triggered release reactions, which aims at comparing the reaction kinetics, efficiency and overall advantages and limitations of the methods. In addition, we disclose the possibility of mutual combination of the cleavage reactions. Finally, we compare the efficiency of the bioorthogonal deprotections in cellular experiments, which revealed that among the three methods investigated, the palladium- and the tetrazine-promoted reaction can be used for efficient prodrug activation, but only the tetrazine-triggered reactions proceed efficiently inside cells.
Zobrazit více v PubMed
J. Li, P. R. Chen, Nat. Chem. Biol. 2016, 12, 129-137;
X. Ji, Z. Pan, B. Yu, L. K. De La Cruz, Y. Zheng, B. Ke, B. Wang, Chem. Soc. Rev. 2019, 48, 1077-1094;
T. Volker, E. Meggers, Curr. Opin. Chem. Biol. 2015, 25, 48-54.
C. Streu, E. Meggers, Angew. Chem. Int. Ed. 2006, 45, 5645-5648;
Angew. Chem. 2006, 118, 5773-5776.
T. Volker, F. Dempwolff, P. L. Graumann, E. Meggers, Angew. Chem. Int. Ed. 2014, 53, 10536-10540;
Angew. Chem. 2014, 126, 10705-10710;
T. Volker, E. Meggers, ChemBioChem 2017, 18, 1083-1086.
M. Tomas-Gamasa, M. Martinez-Calvo, J. R. Couceiro, J. L. Mascarenas, Nat. Commun. 2016, 7, 12538.
E. i Negishi, Handbook of Organopalladium Chemistry for Organic Synthesis, John Wiley & Sons, 2002.
R. M. Yusop, A. Unciti-Broceta, E. M. Johansson, R. M. Sanchez-Martin, M. Bradley, Nat. Chem. 2011, 3, 239-243.
M. A. Miller, B. Askevold, H. Mikula, R. H. Kohler, D. Pirovich, R. Weissleder, Nat. Commun. 2017, 8, 15906;
J. T. Weiss, J. C. Dawson, K. G. Macleod, W. Rybski, C. Fraser, C. Torres-Sanchez, E. E. Patton, M. Bradley, N. O. Carragher, A. Unciti-Broceta, Nat. Commun. 2014, 5, 3277 ;
J. T. Weiss, J. C. Dawson, C. Fraser, W. Rybski, C. Torres-Sanchez, M. Bradley, E. E. Patton, N. O. Carragher, A. Unciti-Broceta, J. Med. Chem. 2014, 57, 5395-5404;
C. Adam, A. M. Perez-Lopez, L. Hamilton, B. Rubio-Ruiz, T. L. Bray, D. Sieger, P. M. Brennan, A. Unciti-Broceta, Chem. Eur. J. 2018, 24, 16783-16790;
T. L. Bray, M. Salji, A. Brombin, A. M. Perez-Lopez, B. Rubio-Ruiz, L. C. A. Galbraith, E. E. Patton, H. Y. Leung, A. Unciti-Broceta, Chem. Sci. 2018, 9, 7354-7361;
J. T. Weiss, C. Fraser, B. Rubio-Ruiz, S. H. Myers, R. Crispin, J. C. Dawson, V. G. Brunton, E. E. Patton, N. O. Carragher, A. Unciti-Broceta, Front. Chem. 2014, 2;
G. Y. Tonga, Y. D. Jeong, B. Duncan, T. Mizuhara, R. Mout, R. Das, S. T. Kim, Y. C. Yeh, B. Yan, S. Hou, V. M. Rotello, Nat. Chem. 2015, 7, 597-603;
J. T. Weiss, N. O. Carragher, A. Unciti-Broceta, Sci. Rep. 2015, 5, 9329.
J. Li, J. T. Yu, J. Y. Zhao, J. Wang, S. Q. Zheng, S. X. Lin, L. Chen, M. Y. Yang, S. Jia, X. Y. Zhang, P. R. Chen, Nat. Chem. 2014, 6, 352-361;
J. Wang, S. Zheng, Y. J. Liu, Z. Y. Zhang, Z. Lin, J. F. Li, G. Zhang, X. Wang, J. Li, P. R. Chen, J. Am. Chem. Soc. 2016, 138, 15118-15121.
R. M. Versteegen, R. Rossin, W. ten Hoeve, H. M. Janssen, M. S. Robillard, Angew. Chem. Int. Ed. 2013, 52, 14112-14116;
Angew. Chem. 2013, 125, 14362-14366.
R. M. Versteegen, W. Ten Hoeve, R. Rossin, M. A. R. de Geus, H. M. Janssen, M. S. Robillard, Angew. Chem. Int. Ed. 2018, 57, 10494-10499;
Angew. Chem. 2018, 130, 10654-10659.
A. H. A. M. van Onzen, R. M. Versteegen, F. J. M. Hoeben, I. A. W. Filot, R. Rossin, T. Zhu, J. Wu, P. J. Hudson, H. M. Janssen, W. ten Hoeve, M. S. Robillard, J. Am. Chem. Soc. 2020, doi.org/10.1021/jacs.0c00531;
J. Tu, D. Svatunek, S. Parvez, H. J. Eckvahl, M. Xu, R. T. Peterson, K. N. Houk, R. M. Franzini, Chem. Sci. 2020, 11, 169-179.
R. Rossin, R. M. Versteegen, J. Wu, A. Khasanov, H. J. Wessels, E. J. Steenbergen, W. Ten Hoeve, H. M. Janssen, A. van Onzen, P. J. Hudson, M. S. Robillard, Nat. Commun. 2018, 9, 1484;
R. Rossin, S. M. J. van Duijnhoven, W. ten Hoeve, H. M. Janssen, L. H. J. Kleijn, F. J. M. Hoeben, R. M. Versteegen, M. S. Robillard, Bioconjugate Chem. 2016, 27, 1697-1706.
A. M. F. van der Gracht, M. A. R. de Geus, M. G. M. Camps, T. J. Ruckwardt, A. J. C. Sarris, J. Bremmers, E. Maurits, J. B. Pawlak, M. M. Posthoorn, K. M. Bonger, D. V. Filippov, H. S. Overkleeft, M. S. Robillard, F. Ossendorp, S. I. van Kasteren, ACS Chem. Biol. 2018, 13, 1569-1576.
H. X. Wu, S. C. Alexander, S. J. Jin, N. K. Devaraj, J. Am. Chem. Soc. 2016, 138, 11429-11432;
K. Neumann, S. Jain, A. Gambardella, S. E. Walker, E. Valero, A. Lilienkampf, M. Bradley, ChemBioChem 2017, 18, 91-95;
E. Jimenez-Moreno, Z. J. Guo, B. L. Oliveira, I. S. Albuquerque, A. Kitowski, A. Guerreiro, O. Boutureira, T. Rodrigues, G. Jimenez-Oses, G. J. L. Bernardes, Angew. Chem. Int. Ed. 2017, 56, 243-247;
Angew. Chem. 2017, 129, 249-253;
K. Neumann, A. Gambardella, A. Lilienkampf, M. Bradley, Chem. Sci. 2018, 9, 7198-7203.
M. H. Xu, J. L. Tu, R. M. Franzini, Chem. Commun. 2017, 53, 6271-6274.
J. L. Tu, M. H. Xu, S. Parvez, R. T. Peterson, R. M. Franzini, J. Am. Chem. Soc. 2018, 140, 8410-8414.
K. Neumann, A. Gambardella, M. Bradley, ChemBioChem 2019, 20, 872-876.
X. Y. Fan, Y. Ge, F. Lin, Y. Yang, G. Zhang, W. S. C. Ngai, Z. Lin, S. Q. Zheng, J. Wang, J. Y. Zhao, J. Li, P. R. Chen, Angew. Chem. Int. Ed. 2016, 55, 14046-14050;
Angew. Chem. 2016, 128, 14252-14256;
M. A. R. de Geus, E. Maurits, A. J. C. Sarris, T. Hansen, M. S. Kloet, K. Kamphorst, W. ten Hoeve, M. S. Robillard, A. Pannwitz, S. A. Bonnet, J. D. C. Codée, D. V. Filippov, H. S. Overkleeft, S. I. van Kasteren, Chem. Eur. J. 2020, doi:10.1002/chem.201905446.
R. D. Fields, M. V. Lancaster, Am. Biotechnol. Lab. 1993, 11, 48-50.
M. Zhou, Z. Diwu, N. Panchuk-Voloshina, R. P. Haugland, Anal. Biochem. 1997, 253, 162-168.
A. Alouane, R. Labruere, T. Le Saux, F. Schmidt, L. Jullien, Angew. Chem. Int. Ed. 2015, 54, 7492-7509;
Angew. Chem. 2015, 127, 7600-7619.
J. C. T. Carlson, H. Mikula, R. Weissleder, J. Am. Chem. Soc. 2018, 140, 3603-3612.
A. J. C. Sarris, T. Hansen, M. A. R. de Geus, E. Maurits, W. Doelman, H. S. Overkleeft, J. D. C. Codee, D. V. Filippov, S. I. van Kasteren, Chem. Eur. J. 2018, 24, 18075-18081.
M. Staderini, A. Gambardella, A. Lilienkampf, M. Bradley, Org. Lett. 2018, 20, 3170-3173.
E. Indrigo, J. Clavadetscher, S. V. Chankeshwara, A. Megia-Fernandez, A. Lilienkampf, M. Bradley, Chem. Commun. 2017, 53, 6712-6715.
Bioorthogonal Chemistry in Cellular Organelles
Structurally Redesigned Bioorthogonal Reagents for Mitochondria-Specific Prodrug Activation