Click Chemistry Tools（CCT）是一家專精于連接（Ligation）產(chǎn)品的生物試劑供應(yīng)商，力求不斷創(chuàng)造新穎的交聯(lián)（Cross-linking）及標(biāo)定（Labeling）試劑，應(yīng)用范圍包含：生物分子（藥物）偶聯(lián)、RNA/DNA/蛋白合成監(jiān)控、治療藥物導(dǎo)致的蛋白質(zhì)降解檢測(cè)（protein degradation detection）、可視化轉(zhuǎn)譯后修飾（post-translational modification，PTM），例如醣基化（glycosylation）、酰化（acylation）、磷酸化（phosphorylation）…等等。

可分為三大類：

1) Cu(I)-catalyzed azide-alkyne click chemistry (CuAAC);

2) strain-facilitated azide-alkyne click chemistry (SPAAC), 具有生物相容性;

3) The connection between Tetrazine and an Olefin (trans-cyclooctene), 這種高速反應(yīng)不含銅，非常適合體內(nèi)細(xì)胞標(biāo)記。

Azide

Azide click chemistry是一種非常流行的化學(xué)方法，由于其條件溫和、速度快和良好的生物相容性，已廣泛應(yīng)用于制藥和生物技術(shù)領(lǐng)域。第一代疊氮化物點(diǎn)擊化學(xué)是通過(guò)疊氮化物 （N3） 與炔烴（例如炔基丙基）在銅催化劑存在下反應(yīng)形成穩(wěn)定的三唑鍵來(lái)實(shí)現(xiàn)的。第二代疊氮化物點(diǎn)擊化學(xué)通過(guò)疊氮化物分子與結(jié)構(gòu)受限的炔烴（如 DBCO（雙苯并環(huán)辛炔）或 BCN（雙環(huán)[6.1.0]壬炔）分子）反應(yīng)，消除了對(duì)銅的需求。

生物Su疊氮化物：N-（3-疊氮丙基）生Wu素酰胺是具有末端疊氮化物基團(tuán)的生物Su的一種形式。生物Su疊氮化物用于通過(guò) Click 化學(xué)制備各種生Wu素化偶聯(lián)物。生Wu素-疊氮化物是一種點(diǎn)擊化學(xué)成分，其中包含一個(gè)疊氮化物基團(tuán)，該疊氮化物基團(tuán)與含有炔烴基團(tuán)的分子發(fā)生銅催化的疊氮化物-炔烴環(huán)加成反應(yīng) （CuAAC）。它還可以與含有 DBCO 或 BCN 基團(tuán)的分子進(jìn)行環(huán)張力驅(qū)動(dòng)的炔烴-疊氮化物環(huán)加成反應(yīng) （SPAAC）。

圖 1 生物Su素疊氮化物的化學(xué)結(jié)構(gòu)式。

AHA：AHA 是用小疊氮化物基團(tuán)特異性修飾的氨基酸類似物，可以添加到培養(yǎng)的細(xì)胞中，并在活性蛋白質(zhì)合成過(guò)程中摻入蛋白質(zhì)中，以使用含有 TAMRA、Dapoxyl 或生物Su素炔烴的點(diǎn)擊化學(xué)蛋白質(zhì)測(cè)定來(lái)檢測(cè)疊氮化物修飾的蛋白質(zhì)。

疊氮化物官能團(tuán)的吸引力在于其在大多數(shù)條件下的高選擇性和穩(wěn)定性。當(dāng)由于穩(wěn)定性有限而必須使用其他偶聯(lián)官能團(tuán)時(shí)，或者當(dāng)需要仔細(xì)控制 pH 等變量以確保高產(chǎn)量反應(yīng)時(shí)，這些特性特別有用。

炔烴

炔烴試劑可以通過(guò)銅催化的疊氮化物-炔烴點(diǎn)擊化學(xué)與含疊氮化物的化合物或生物分子反應(yīng)，產(chǎn)生穩(wěn)定的三唑鍵。這些炔烴試劑的DU特特性使其在生物標(biāo)記和生物偶聯(lián)方面具有重要價(jià)值。例如，在生物分子中引入炔烴基團(tuán)使其能夠與疊氮化物反應(yīng)形成穩(wěn)定的三唑衍生物，廣泛用于蛋白質(zhì)組學(xué)、藥物開(kāi)發(fā)和分子成像。

圖 2 幾種代表性炔烴試劑的結(jié)構(gòu)。

BCN

BCN 試劑是一類包含高活性 BCN（雙環(huán) [6.1.0]壬炔）基團(tuán)的點(diǎn)擊化學(xué)試劑。BCN系列產(chǎn)品包括endo-BCN-OH、endo-BCN-PNB、endo-BCN-PEG2-NHS酯等。BCN 試劑可以通過(guò)無(wú)銅點(diǎn)擊化學(xué)與疊氮化物標(biāo)記的分子或生物分子反應(yīng)。它可以在水性緩沖液或有機(jī)溶劑中運(yùn)行，具體取決于底物分子的特性。帶有 PEG 臂的試劑增加了化合物的親水性。BCN 試劑已廣泛用于生物偶聯(lián)、標(biāo)記和化學(xué)生物學(xué)。

圖 3 BCN 試劑的化學(xué)結(jié)構(gòu)圖。

DBCO

DBCO 試劑是一類點(diǎn)擊化學(xué)標(biāo)記試劑，包含非常活潑的 DBCO（二苯并環(huán)辛炔）基團(tuán)。DBCO 試劑可以通過(guò)無(wú)銅點(diǎn)擊化學(xué)與疊氮化物標(biāo)記的分子或生物分子反應(yīng)。反應(yīng)可以在水性緩沖液或有機(jī)溶劑中進(jìn)行，具體取決于底物分子的性質(zhì)。帶有 PEG 臂的試劑增加了化合物的親水性。DBCO 試劑已廣泛用于生物偶聯(lián)、標(biāo)記和化學(xué)生物學(xué)。

圖 4 幾種代表性 DBCO 試劑的結(jié)構(gòu)。

TCO

TCO 點(diǎn)擊化學(xué)試劑是第三代點(diǎn)擊化學(xué)試劑，由于其速度和生物相容性而廣泛用于標(biāo)記和生物偶聯(lián)。它是 TCO（反式環(huán)辛烯）試劑和四嗪部分在逆電子需求 Dils-Alder （IEDDA） 反應(yīng)中反應(yīng)，然后是反向 DA 反應(yīng)以消除氮。該反應(yīng)條件溫和、生物相容性強(qiáng)，適用于活細(xì)胞內(nèi)的標(biāo)記和偶聯(lián)。

圖 5 幾種代表性 TCO 試劑的結(jié)構(gòu)。

Tetrazine （丁嗪）

四嗪試劑是一類包含反應(yīng)性四嗪基團(tuán)的點(diǎn)擊化學(xué)標(biāo)記試劑。該四嗪試劑在逆電子需求 Diels-Alder 反應(yīng)和逆 Diels-Alder 反應(yīng)中與 TCO（反式環(huán)辛烯）具有高度反應(yīng)性，以消除氮。這是對(duì)標(biāo)記活細(xì)胞、分子成像和其他生物偶聯(lián)應(yīng)用中低濃度生物偶聯(lián)反應(yīng)的一種非常快速的響應(yīng)。Tetrazine 試劑在材料科學(xué)和藥物開(kāi)發(fā)中也有重要的應(yīng)用，其快速高效的反應(yīng)特性使其在復(fù)雜生物系統(tǒng)中的應(yīng)用更加方便。

圖 6 幾種代表性 Tetrazine 試劑的結(jié)構(gòu)。

單擊反應(yīng)配體

銅 （Cu（I）） 催化的疊氮化物-炔烴點(diǎn)擊化學(xué)反應(yīng) （CuAAC） 的效率在很大程度上取決于銅離子 Cu（I） 的存在。然而，銅 （I） 離子易發(fā)生氧化和歧化，并且對(duì)活細(xì)胞也有細(xì)胞毒作用。帶有叔胺和三嗪的配體可穩(wěn)定 Cu（I） 并加速反應(yīng)。由于它們的雙正交性、低細(xì)胞毒性和反應(yīng)速率，這些配體進(jìn)一步擴(kuò)展了 CuAAC 在化學(xué)生物學(xué)中的應(yīng)用。

TBTA：三（芐基三唑基甲基）胺 （TBTA） 是最早用于點(diǎn)擊化學(xué)催化的銅離子配體。TBTA 不溶于水，通常需要先溶解在 DMSO 或 DMF 中，然后在 DMSO/t-丁醇 3：1 （v/v） 溶液中與銅離子絡(luò)合。TBTA 適用于有機(jī)溶劑或有機(jī)溶劑水溶液混合物中的點(diǎn)擊化學(xué)標(biāo)記反應(yīng)。

BTTAA：是新一代水溶性點(diǎn)擊化學(xué)反應(yīng)催化劑，結(jié)構(gòu)與BTTPS相似，但水溶性比BTTPS差。與上一代催化劑（如 THPTA 或 TBTA）相比，BTTAA 的催化效率更高，反應(yīng)更快。

圖 7 Click Chemical 銅配體的結(jié)構(gòu)。

總結(jié)

Click chemistry tools因其高選擇性、快速響應(yīng)和溫和條件而廣泛用于制藥、生物技術(shù)和材料科學(xué)。通過(guò) CuAAC、SPAAC 和 Tetrazine-Olefins 之間的聯(lián)系，這些化學(xué)為不同的實(shí)驗(yàn)需求和生物系統(tǒng)提供了多樣化的解決方案，促進(jìn)了新型材料和藥物的開(kāi)發(fā)，并為科學(xué)研究和技術(shù)創(chuàng)新提供了有力的支持。

2023 年 3 月 2 日Click Chemistry Tools（CCT）被Vector Laboratories收購(gòu)