转化化学:医学驱动的化学前沿研究

本文围绕医学与化学的前沿交叉研究,基于第288期双清论坛的研讨内容,提出通过临床医学的问题和场景来启发化学的前沿研究,进而通过分子科学的创新推动医学问题的解决。这一研究思路有望推动“转化化学”的快速发展,促进化学和医学两个学科的协同创新。同时,本文还凝练了该领域的主要研究方向和若干关键科学问题,指出面临的技术瓶颈,思考未来5~10年的发展目标和资助重点。

生物正交反应在我国的研究进展

生物正交反应是指能够在生物体系中进行、且不会与天然生物化学过程相互干扰的一类化学反应.这类反应的出现为科学家对生命进程的原位研究带来了革命性的技术,已经成为化学生物学这一新兴交叉领域的核心方向之一.自这一概念提出的近二十年里,生物正交化学经历了反应类型由单一的“偶联反应”向成键偶联、断键剪切反应并重,应用场景由简单的活细胞体系向更为复杂的生物活体升级的一系列发展历程.同时,在生命科学研究、医药研发、临床诊疗等多个领域展示出了广阔的应用前景.我国化学生物学领域的学者们积极参与并推动了生物正交反应的快速发展,在反应开发、体系优化和实际应用等方面开展了一系列原创工作,取得了瞩目的成绩;尤其是在“生物正交剪切反应”概念的提出与开发应用等方面产生了重要的国际影响.本综述中,分别按照金属介导、光介导和化学小分子介导的生物正交偶联反应以及生物正交剪切反应,对近五年来我国学者在该领域的代表性成果进行系统介绍.最后对生物正交反应的进一步发展与应用加以展望.我们期待更多高效、兼容的生物正交反应得以发展,并提出“遥控生物正交化学”的未来发展目标,期待更多的化学家能够加入生物正交反应的开发拓展与应用探索当中.

逆电子需求的狄尔斯-阿尔德反应在生物正交化学领域的发展与应用

逆电子需求的狄尔斯-阿尔德(IEDDA)反应由于其生物兼容性好、反应专一性高、反应速率快等优点逐渐成为最受关注的生物正交化学反应.因此,研究者围绕IEDDA反应,从包括反应机理、底物合成、效率优化以及反应应用等多个角度进行了深入研究与探索,开发了分别用于生物正交偶联和生物正交断键的IEDDA反应.本文首先从反应的发展和优化角度对IEDDA反应进行了介绍,随后归纳总结了IEDDA分别作为偶联反应和断键反应在生物大分子标记、药物运输、药物动力学研究、蛋白质调控与功能激活、前药释放、siRNA激活以及RNA固相纯化等领域的生物应用.最后,对IEDDA反应的进一步研究与应用进行了展望,期待通过对更优反应对的开发以及更广泛生物应用的探索,将生物正交化学的发展与应用推进到一个新的高度.