銅(I)催化的疊氮-炔1,3-環加成(CuAAC)反應是一種典型的生物正交反應,其非常依賴于還原劑。在生理條件下,CuAAC的反應速率遠不足以產生藥物制劑。因此,開發一種不需要使用化學還原劑的高效CuAAC反應是一項重要且極具挑戰性的難題。有鑒于此,中國科學院長春應化所曲曉剛研究員受合成生物學領域中的電活性細菌的胞外電子轉移(EET)機制的啟發,構建了一種基于光輔助靶向電活性細菌的生物正交催化體系,并將其用于增強癌癥免疫治療。
本文要點:
(1)細菌可在腫瘤部位特異性厭氧分解乳酸,并同時將電子轉移給生物正交催化劑,以觸發CuAAC反應,實現活性藥物的原位產生。在光照下,附著的AuNPs產生的光電子可以被運輸到細菌的細胞質中,進而可通過促進細胞代謝加速CuAAC反應。
(2)該生物雜化體能夠實現協同的免疫原性細胞死亡(ICD)和免疫檢查點阻斷(ICB)免疫治療,并緩解免疫抑制微環境。實驗結果表明,ICD和乳酸消耗均能有效提高ICB免疫治療的療效。綜上所述,該研究開發的系統可通過細菌呼吸實現腫瘤代謝和CuAAC反應之間的橋接,為通過生物正交催化控制活性分子的合成提供了一個新的策略。
Huisi Zhao. et al. Self-Driven CuAAC Reaction Catalyzed by Photosensitive Biohybrids Energized by Lactate for Boosting Cancer Immunotherapy. Angewandte Chemie International Edition. 2025
DOI: 10.1002/anie.202425018
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.202425018