推荐一篇发表在JACS上的文章，题目为“Silicon-Containing Thiol-Specific Bioconjugating Reagent”，通讯作者有两位，一位是来自河南工业大学的贾振华教授，主要研究方向是金属有机化学、光化学以及药物合成与开发；另一位是来自河南工业大学的罗德平教授，他同时是新加坡南洋理工大学化工学院建院院长，主要研究方向是不对称催化、有机合成方法学和活性天然产物全合成。
抗体-药物偶联物（antibody-drug conjugates, ADCs）是治疗癌症的强大策略，半胱氨酸因其较高的亲核性和较低的天然丰度是药物偶联最常用的靶点；目前，α, β-不饱和羰基化合物已用于与各种亲核试剂的1,4共轭加成反应，然而，传统的α, β-不饱和试剂存在各种问题，例如，迈克尔加成逆反应使产物不稳定、与其他亲核试剂存在交叉反应以及需要在有机溶剂中额外添加碱进行催化，因此蛋白质生物偶联上的应用仍然存在限制。在这篇文章中，作者在α, β-不饱和羰基化合物的β位进行了TMS硅基取代，使得偶联试剂对硫醇有更高的选择性，且产物更加稳定。作者首先在37 ℃的条件下筛选了TMS取代的烯酮试剂1a和对甲苯硫醇2a的反应条件，确定在pH为8时，以Tris-HCl 缓冲溶液与MeCN 9:1混合为溶剂的条件下产率最高，但在中性条件下也可以以中等产率得到共轭产物。
在进行了一系列底物拓展后，作者验证了化合物1a进行生物偶联的潜力。作者首先测试了偶联试剂的化学选择性，进行了偶联试剂1a和苯乙硫醇2b以及苯乙胺2c之间的竞争反应，发现1a只和硫醇反应而不和氨基反应。在没有TMS基团取代的情况下，化合物1d同时与2b和2c反应，这表明进行TMS取代可以降低酮的亲电性，从而提高对硫醇的选择性。同时，在其他亲核氨基酸存在的情况下，仍然只产生硫醇偶联物，产率不会降低，表明1a有较强的硫醇选择性。
作者还测试了偶联产物的稳定性，将偶联产物暴露在各种pH以及H2O2或胎牛血清FBS配置的缓冲液体系中，没有观察到明显的产物降解，在各种其他内源小分子存在时产物也较为稳定，这表明该试剂有望用于构建抗体-药物偶联物。
最后，作者进一步评估了偶联试剂1a与各种含游离硫醇的生物分子或药物反应的可行性，并成功构建了1a与多种半胱氨酸衍生物、荧光分子、糖以及药物的偶联产物。并且，作者在Tris-HCL缓冲液体系中用试剂1a对含有一个游离半胱氨酸残基的人血清白蛋白（human serum albumin, HSA）进行了修饰，然后通过LC-MS分析验证了转化率超过99%。
总之，作者开发了一种新型硅基取代的烯酮偶联试剂，对硫醇的选择性更强，得到的偶联产物更稳定，能在生物相容的条件下实现蛋白质的修饰。偶联产物中的硅取代基也可以被切割，后续有望进行药物释放等其他应用。
本文作者：ZCL
责任编辑：MB
原文链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.3c12050
文章引用：DOI：10.1021/jacs.3c12050
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