DBCO - PEG 共轭物在改善生物分子水溶性方面的研究
瑞禧生物2025-02-17   作者:ws   来源:
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DBCO(Dibenzocyclooctyne):一种含有双苯并环辛炔基团的有机化合物。常用于生物偶联和点击化学反应中。DBCO 试剂的双苯并环辛炔基团可以与含有叠氮基团(Azide)的分子发生快速、高效、选择性的反应,这种反应被称为“点击化学”(Click Chemistry)。DBCO - PEG 共轭物在改善生物分子水溶性方面有明显作用,以下是相关研究的具体内容:

DBCO 

一、DBCO - PEG 共轭物改善生物分子水溶性的机制:

1. PEG 的亲水性作用:PEG 是一种具有良好亲水性的聚合物链,其分子结构中含有大量的氧原子,能够与水分子形成氢键。当 DBCO-PEG 共轭物与生物分子结合后,PEG 链段围绕在生物分子周围,就像在生物分子表面形成了一层亲水的“外壳”,将生物分子与水分子隔离开,增加了生物分子与水的相互作用,从而提高其水溶性。例如,在 DBCO-PEG-Transferrin共轭物中,PEG 链使得原本水溶性可能有限的转铁蛋白在水溶液中的溶解性得到明显改善。

2. 空间位阻效应:PEG 链具有一定的长度和空间体积,当它连接到生物分子上时,会在生物分子周围形成空间位阻,阻止生物分子之间的聚集和沉淀。生物分子之间的聚集通常会导致其水溶性降低,而 DBCO - PEG 共轭物的空间位阻效应可以减少这种聚集,使生物分子能够更均匀地分散在水中,保持良好的水溶性。以蛋白质为例,DBCO - PEG 修饰后的蛋白质,其分子间的相互作用被 PEG 链所阻隔,降低了蛋白质聚集形成沉淀的可能性,进而提高了在水中的溶解稳定性。

 

二、DBCO - PEG 共轭物对不同生物分子水溶性的改善效果:

1. 蛋白质:许多蛋白质在其天然状态下的水溶性可能受到限制,尤其是一些疏水性较强的蛋白质或蛋白质的某些结构域。DBCO - PEG 共轭物可以通过与蛋白质表面的氨基、巯基等官能团反应,将 PEG 链连接到蛋白质上。如 DBCO - PEG - NHS 酯可以与蛋白质表面的氨基反应,形成稳定的酰胺键,从而实现对蛋白质的 PEG 化修饰。修饰后的蛋白质水溶性得到明显提高,同时还能保持其生物活性。

2. 多肽:多肽类物质的水溶性同样可能存在问题,特别是含有较多疏水氨基酸残基的多肽。DBCO - PEG 共轭物能够与多肽的末端氨基或侧链官能团反应,实现对多肽的修饰。如 DBCO - PEG - Maleimide 可以与含有巯基的多肽发生反应,将 PEG 链引入多肽分子。修饰后的多肽水溶性得到改善,有助于其在化合物研发、生物活性研究等方面的应用。

3. 核酸:对于一些核酸类化合物或核酸探针,DBCO - PEG 共轭物也可以发挥改善水溶性的作用。例如,DBCO - PEG - Azide 可以通过点击化学反应与含有叠氮基团的核酸分子连接,PEG 链的引入增加了核酸分子在水中的溶解性,有利于核酸在多领域的应用。在基因转染实验中,使用 DBCO - PEG 修饰的核酸载体能够更稳定地存在于水溶液中,提高了基因转染效率。