近年来,抗癌前药凭借提升治疗精准度及降低副作用的潜力,备受医学界及科研界关注。此类药物经特殊设计,能在体内特定部位或生理条件下被激活后,才会释放药效,从而减少传统化疗药物在攻击癌细胞时对健康组织造成的损害,有助克服化疗常见的「错杀良民」问题。然而,要在复杂的生物环境中实现药物的精准激活并不容易,现有相关化学技术仍面对不少挑战和局限。

香港科技大学(科大)化学系助理教授黄敬皓教授率领的研究团队,成功开发出一种可在生物环境下进行的新型金催化化学反应。研究团队发现一种名为乙炔基联苯丁酰胺(EBB)的独特化学结构,具备应用于广泛生物领域的潜力,包括用于开发抗癌前药。这项成果亦为近年备受关注的生物正交化学研究增添新工具。

生物正交化学旨在让化学反应在生物系统中进行,同时不干扰正常生物过程。虽然全球科学家已开发出大量金属催化反应,但能够在生物条件下顺利进行的反应仍然不多。近年来,生物正交化学已成为推动化学生物学、生物医学和生物技术等相关学科的发展与技术创新的重要工具。因此,开发更多种类的生物正交反应,对促进相关领域的持续创新至关重要。

在众多生物正交反应中,能够裂解酰胺键的反应尤其备受关注。酰胺键是自然界中最常见且最稳定的化学键之一。尽管其应用价值巨大,现有的生物正交酰胺键裂解技术仍面对反应速度慢、适用范围有限等挑战。

为突破这些限制,黄教授的团队发现,在生物相关条件下,EBB基团于接触金催化剂时能快速裂解酰胺键。值得注意的是,EBB反应速度远较目前文献报告的同类反应快。研究团队利用EBB开发出一款抗癌前药,能在实验室条件下于侵袭性乳癌细胞中选择性激活,展现其应用于精准癌症治疗的潜力。相关研究成果近日已于国际权威学术期刊《Journal of the American Chemical Society》发表,题为《Bioorthogonal Gold-Catalyzed Hydrothiolation Leading to Amide Bond Cleavage of Ethynylated Biarylbutanamide Precursors》。

谈及这项成果,黄教授表示:「探索和操控生物系统是化学生物学和生物技术等学科的核心目标。目前研究人员所做的工作只是冰山一角,仍有许多未知的领域有待发掘。我相信化学将在这些发展中发挥关键作用。因此,我们不仅积极开发更多生物正交反应,同时致力将它们广泛应用于各类生物领域。」

 

香港科技大学(科大)化学系助理教授黄敬皓教授(二排右一)率领的研究团队,成功开发出一种可在生物环境下进行的新型金催化化学反应,具备应用于广泛生物领域的潜力,包括用于开发抗癌前药。

本研究的图像摘要。

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