我校免化所研究团队开发含硒DNA编码化合物库的合成方法

ON2020-06-02CATEGORY科研进展

近日,我校免疫化学研究所Richard Lerner教授和杨光教授研究团队开发的含硒DNA编码化合物库(SeDEL)合成方法以《A Chemistry for Incorporation of Selenium into DNA-Encoded Libraries》为题在国际知名期刊Angewandte Chemie International Edition发表,并被选为Very Important Paper (Top 5%)和Cover Feature。

DNA编码化合物库的设计及筛选是当前新药发现领域最前沿的技术之一,这种筛选是将目标靶点蛋白和整个DNA编码化合物库(亿级)进行筛选。筛选体系中,数量巨大的化合物对同一靶标蛋白竞争性结合,而非传统的单个化合物逐一筛选,因此这样的筛选方式在速度和成本上具有显著的优势;其次,DNA编码化合物库具有非常大的库容量(百万到数百亿数量级),可以涵盖更为广泛的化学空间,对于一些用传统方法难以筛选的靶点,如蛋白-蛋白相互作用靶点,DEL技术已经显示出巨大的潜力。目前DEL技术凭借其库容量大、筛选速度快的特点,已成为化合物筛选的主流方法之一。当前,大型跨国制药公司都已采用DNA编码化合物库技术进行药物发现的研究。众多基于该技术的新兴生物科技公司/平台涌现出来,如Ensemble therapeutics、X-Chem、DiCE Molecule、NuEvolution、Philochem、先导药业、劲宇生物和药明康德(DEL平台)等。 

硒是一种非金属化学元素,位于化学元素周期表中位于第四周期VI A族(第34号元素)。硒在自然界的存在方式分为两种:无机硒和植物活性硒。无机硒一般指亚硒酸钠和硒酸钠,从金属矿藏的副产品中获得;植物活性硒是由硒通过生物转化与氨基酸结合而成,一般以硒蛋氨酸的形式存在。硒可用作光敏材料和电解锰行业催化剂,也是动物体必需的营养元素和植物有益的营养元素等。作为一种多功能的生命营养素,硒常常用于肿瘤癌症克山病大骨节病、心血管病、糖尿病、肝病、前列腺病、心脏病、癌症等40多种疾病,广泛运用于癌症、手术、放化疗等。

但是,目前为止尚未有文献报道合成含硒DNA编码化合物库方法。为进一步扩展DNA编码化合物的化学空间,开发新型DNA-兼容化学反应,免化所抗体设计实验室Richard Lerner教授和表型筛选实验室杨光教授研究团队开发出一种铑催化、DNA兼容的合成C-Se键的新方法。该方法具有反应条件温和、催化体系简单、原子经济性高的特点,为含硒DNA编码化合物库(SeDEL)的合成提供了一种全新的思路,将进一步扩大DNA编码化合物库的化学空间。 

目前,该研究团队致力于构建小规模、多样性为导向的新一代DNA编码化合物库。团队在开发新型DNA兼容化学反应、构建天然产物DNA编码化合物和一些极具挑战性的靶点的筛选上取得了系列进展:1)适用于构建天然产物DNA编码化合物库的以芳香氟磺酸酯为亲电试剂的Suzuki偶联反应、Sonogashira交叉偶联和Buchwald交叉偶联反应(Adv. Sci. 2019);2)官能团非依赖性的构建天然产物DNA编码化合物库(Angew. Chem. Int. Ed. 2019);3)基于Tetrazine的iEDDA反应的类药性片段的构建(Chem. Commun. 2020);4)基于nDEL技术的胰岛素受体激动剂的筛选研究(iScience 2020)。

替换后免化所助理研究员许红涛博士和2018级研究生顾宇昂为该研究论文共同第一作者,特聘教授Richard Lerner、特聘教授杨光和浙江工业大学候伟教授为共同通讯作者。替换后为第一完成单位。替换后创意与艺术学院刘卓佳老师为本研究论文设计了富有启发意义的Cover Feature。

文章链接:https://doi.org/10.1002/anie.202003595