bioorthogonal, fluorogenic, super resolution microscopy, photodynamic therapy, photoactivated chemotherapy
Discipline
Organic, Biomolecular, and Pharmaceutical Chemistry (Council of Physical Sciences)
70 %
Ortelius classification: Intermedier chemistry
Biological Applications of Chemistry (Council of Physical Sciences)
30 %
Panel
Chemistry 2
Department or equivalent
Institute of Organic Chemistry (Research Center of Natural Sciences)
Participants
Németh, Krisztina
Starting date
2021-09-01
Closing date
2024-08-31
Funding (in million HUF)
30.000
FTE (full time equivalent)
3.15
state
running project
Final report
Results in Hungarian
A click-to-release tetrazinnal kombinált in situ kinon-metidek vizsgálatához a szintetikusan bonyolultabb festékvázak helyett először különböző tetrazinokkal szubsztituált umbelliferon modellvegyületeket állítottunk elő. Megállapítottuk, hogy a click reakció minden modellvegyület esetében nagyon gyorsan lejátszódott (pár perc), az ezt követő release reakció sebességére viszont a tetrazinok szubsztituenseinek, és kapcsolódási módjának jelentős hatása volt.
A megfelelő tetrazin kiválasztását követően előállítottunk vörös tartomány felé eltolt emisszióval rendelkező származékokat is, és ezek click-to-release reakcióját is vizsgáltuk LC-MS segítségével. A fluoreszcens festékek mellett foglalkoztunk fotodinámiás terápiában alkalmazható szelenorodol fotoérzékenyítő előállításával is.
A click-to-release kémia alkalmazásának bővítésére olyan vegyületek szintézisét kezdtük el, ahol a bioortogonális csoport egy FRET párt köt össze. Ezekben a fotoérzékenyítő donor nem lehasítható módon kapcsolódik a bioortogonális funkcióhoz, az akceptor black hole quencher pedig a bioortogonális reakciót követően lehasad, így a donor aktív formába kerül.
Előállítottunk olyan tiazolnarancs-tetrazin származékot, amivel sikeresen valósítottuk meg fehérje–DNS kölcsönhatás fluoreszcens láthatóvá tételét sejtes közegben.
Előállítottunk kumarin-cianin FRET diádokat, melyek nagy látszólagos Stokes-eltolódása többszínű képalkotást tett lehetővé egy gerjesztő hullámhossz alkalmazása mellett.
Results in English
First we synthesized umbelliferone model compounds substituted with various tetrazines to study the click-to-release tetrazines combined with in situ quinone methides. We found that the click reaction was complete after a few minutes in all model compounds, but the rate of the subsequent release step was heavily influenced by the tetrazine substitution and how the tetrazine was bound.
After selecting the best tetrazines, we also synthesized derivatives with red-shifted emission and investigated their click-to-release reaction using LC-MS. In addition to fluorescent dyes, we worked on the synthesis of selenorhodol photosensitizers that can be applied in photodynamic therapy.
To expand the scope of click-to-release chemistry, we started the synthesis of compounds where the bioorthogonal group connects a FRET pair. In these compounds, a photosensitizer donor is attached to the bioorthogonal function in a non-releasable way, while the acceptor, a black hole quencher, is removed after the bioorthogonal reaction, thus enabling the donor to become active.
We synthesized a thiazole orange-tetrazine derivative that was used for the highly selective fluorescent visualization of protein–DNA interactions in cellulo.
We also synthesized coumarin-cyanine FRET dyads with large apparent Stokes shift, which enabled multicolor imaging using a single excitation wavelength.
