基於生命體系研究的有機化學新反應和新方法

《基於生命體系研究的有機化學新反應和新方法》是依託中國科學技術大學，由郭慶祥擔任項目負責人的重點項目。

基本介紹

• 中文名：基於生命體系研究的有機化學新反應和新方法
• 項目類別：重點項目
• 項目負責人：郭慶祥
• 依託單位：中國科學技術大學

中文摘要

本項目使用多種物理有機化學方法，系統地研究各類適合生命科學的有機化學反應和方法，即生物正交反應，主要包括自然連線反應、Staudinger偶聯反應、環張力誘導的[3+2]周環反應和仿Click化學的[4+2]環加成反應等，獲得反應速率與選擇性等一系列科學數據，闡述其反應機理與結構-性質關係。在機理研究的基礎上，設計一些新穎的分子體系來最佳化乃至革新已知的生物正交反應，通過改變底物結構和創新反應路徑，發現效率更高而且具有自主智慧財產權的新技術，使之滿足生命科學研究的需要。通過蛋白質的定點修飾與改造這一重要套用，來檢驗新型生物正交反應的效果和局限性。合成一系列具有化學官能團的非天然胺基酸並開展針對這些底物的定標式分子進化，在哺乳動物細胞的活體蛋白上實現這些化學官能團的定點特異生物表達，在模型蛋白質上系統地評價各類生物正交反應新工具。

結題摘要

本項目從物理有機角度出發，運用物理有機化學的方法，系統地研究各類生物正交的有機化學反應方法，闡述其反應機理與結構-性質規律；在此基礎上設計、最佳化、並發現新的生物正交反應，並將新反應與新方法套用於蛋白質化學合成，以及活細胞內定點生物表達及正交反應。取得成果如下：一、闡明了自然化學連線反應、Diels-Alder連線反應、氮硫遷移反應等生物正交反應的機理及結構-活性關係，提出並發展了咪唑催化的氧酯連線等新型生物正交反應；二、發現了醯肼連線反應，並將成功套用於蛋白質化學合成，製備了alpha-synuclein、LC3-II等一系列重要的翻譯後修飾蛋白；三、通過將疊氮、光交聯和光保護基團用於體內蛋白質特異標記和示蹤、捕獲蛋白質的相互作用以活體細胞中蛋白的定點激活，實現了在活細胞內的生物正交反應。通過該項目的執行，共發表SCI論文37篇，其中在J. Am. Chem. Soc.、Angew. Chem. Int. Ed.、Nature Protocols等專業期刊發表論文9篇，並應邀在Acc. Chem. Res.撰寫綜述兩篇。培養傑出青年基金獲得者兩名、及中組部青年拔尖人才兩名。