క్లిక్ కెమిస్ట్రీ

From LTRC

క్లిక్ కెమిస్ట్రీ (Click chemistry) అనేది రెండు అణువులను కలపడానికి ఉపయోగించే రసాయన సంశ్లేషణ విధానం. రసాయన శాస్త్రంలో ఈ రకమైన ప్రక్రియకు "క్లిక్" అనే పదాన్ని ఉపయోగించడం, దాని సామర్థ్యం మరియు సరళతను నొక్కి చెబుతుంది. రెండు అణు భాగాలను అనుసంధానించడానికి, మొదట ప్రతి దానిని తగిన ఫంక్షనల్ గ్రూపులతో, ఉదాహరణకు అజైడ్ (azide) మరియు అల్కైన్ (alkyne) గ్రూపులతో అమర్చుతారు. ఆ తర్వాత ఈ భాగాలను ఒక ప్రక్రియ ద్వారా "క్లిక్" చేస్తారు. ఈ ప్రక్రియ అత్యంత అనుకూలమైనది మరియు ఇతర కప్లింగ్ ప్రక్రియలను క్లిష్టతరం చేసే అనేక ఫంక్షనల్ గ్రూపులను ఇది తట్టుకోగలదు.

చరిత్ర

క్లిక్ కెమిస్ట్రీని మొదట 2001లో స్క్రిప్స్ రీసెర్చ్ ఇన్‌స్టిట్యూట్కు చెందిన కె. బారీ షార్ప్‌లెస్, హార్ట్‌ముత్ సి. కోల్బ్ మరియు ఎం. జి. ఫిన్ పూర్తిగా వివరించారు.[1][2] ప్రకృతి సంక్లిష్ట అణువులను నిర్మించే విధానాన్ని అనుకరిస్తూ, సరళమైన, విషరహితమైన నిర్మాణ భాగాలను కలపడానికి సమర్థవంతమైన చర్యలను ఉపయోగించవచ్చని ఈ పరిశోధనా పత్రం వాదించింది.[3]

క్లిక్ కెమిస్ట్రీ యొక్క భావనలు లేదా సూత్రాలపై అనేక దృక్పథాలు అందించబడ్డాయి.[4][5] వీటిలో ఎంపిక చేసుకునే సామర్థ్యం (selectivity) మరియు అమలులో సౌలభ్యం వంటి లక్షణాలు ఉన్నాయి, ఇవి చాలా రసాయన చర్యలకు లక్ష్యంగా ఉంటాయి.

జీవశాస్త్రంలోని చాలా సమ్మేళనాలు C-హెటెరోయాటమ్ (heteroatom = N, O, S) బంధాల ద్వారా "కుట్టబడతాయి" (stitched together) అనే గుర్తింపుపై క్లిక్ కెమిస్ట్రీ ఆధారపడింది. నిర్మాణాత్మకంగా సంక్లిష్టమైన సేంద్రీయ సమ్మేళనాల యొక్క కొన్ని ప్రధాన తరగతులు మాత్రమే ఆరు కంటే ఎక్కువ వరుస C-C బంధాలను కలిగి ఉంటాయి (అరిల్ ఉత్పన్నాలు మినహా). C-హెటెరోయాటమ్ బంధాన్ని ఏర్పరిచే చర్యలు తరచుగా చాలా అనుకూలంగా ఉంటాయి మరియు అందువల్ల ఈ బంధాలు బలంగా ఉంటాయి. ఈ C-హెటెరోయాటమ్ బంధాన్ని ఏర్పరిచే చర్యలలో, కొన్ని అమలు చేయడం చాలా సులభం. షార్ప్‌లెస్ మరియు ఇతరులు కొన్ని సైక్లోఅడిషన్లు, ఒత్తిడికి గురైన సబ్‌స్ట్రేట్‌లతో కూడిన న్యూక్లియోఫిలిక్ సబ్‌స్టిట్యూషన్లు, యూరియాలు మరియు ఈథర్‌ల నిర్మాణం, మరియు C=C బంధాలకు హెటెరోయాటమ్‌ల అదనపు చర్యలపై దృష్టి పెట్టాలని సిఫార్సు చేశారు. ఈ ముఖ్యమైన సమీక్షలో హ్యూస్‌జెన్ 1,3-డైపోలార్ సైక్లోఅడిషన్ గురించి ప్రస్తావించలేదు, బహుశా ఇది నెమ్మదిగా ఉండటం వల్ల కావచ్చు. షార్ప్‌లెస్ సమీక్ష ప్రచురించబడిన మరుసటి సంవత్సరం, డెన్మార్క్‌లోని కార్ల్స్‌బర్గ్ లాబొరేటరీకి చెందిన టోర్నో, క్రిస్టెన్సన్ మరియు మెల్డాల్, అజైడ్‌లను అల్కైన్‌లకు రాగి-ఉత్ప్రేరక అదనపు చర్యను వివరించారు, ఇందులో షార్ప్‌లెస్ లేదా క్లిక్ కెమిస్ట్రీ గురించి ఎటువంటి ప్రస్తావన లేదు.[6] మెల్డాల్ యొక్క ఆవిష్కరణ క్లిక్ కెమిస్ట్రీ యొక్క నమూనా చర్యగా మారింది. అజైడ్ కప్లింగ్‌లకు సంబంధించి ముఖ్యమైన నివేదికలు బెర్టోజ్జీ ల్యాబ్ నుండి వచ్చాయి, వారు జీవకణాలలోనే ఈ చర్యను నిర్వహించారు.

2022లో, కెమిస్ట్రీలో నోబెల్ బహుమతిని కరోలిన్ ఆర్. బెర్టోజ్జీ, మోర్టెన్ పి. మెల్డాల్ మరియు కార్ల్ బారీ షార్ప్‌లెస్లకు "క్లిక్ కెమిస్ట్రీ మరియు బయోఆర్థోగోనల్ కెమిస్ట్రీ అభివృద్ధికి" సంయుక్తంగా అందించారు.[7]

క్లిక్ చర్యలు

కాపర్(I)-ఉత్ప్రేరక అజైడ్-అల్కైన్ సైక్లోఅడిషన్ (CuAAC)

ప్రధాన వ్యాసం: Azide alkyne Huisgen cycloaddition క్లాసిక్ క్లిక్ చర్య[8][9] అనేది 5-సభ్యుల C2N3 రింగ్‌ను ఏర్పరచడానికి అజైడ్ మరియు అల్కైన్ ల మధ్య జరిగే రాగి-ఉత్ప్రేరక చర్య. ఈ చర్యే Cu(I)-ఉత్ప్రేరక అజైడ్-అల్కైన్ సైక్లోఅడిషన్ (CuAAC). మొదటి ట్రయాజోల్ సంశ్లేషణను, డైఇథైల్ ఎసిటిలీన్‌డైకార్బాక్సిలేట్ మరియు ఫినైల్ అజైడ్ నుండి, ఆర్థర్ మైఖేల్ 1893లో నివేదించారు.[10] తరువాత, ఇరవయ్యవ శతాబ్దం మధ్యలో, ఈ 1,3-డైపోలార్ సైక్లోఅడిషన్ల కుటుంబం రోల్ఫ్ హ్యూస్‌జెన్ యొక్క చర్య గతిశాస్త్రం మరియు పరిస్థితులపై అధ్యయనాల తర్వాత ఆయన పేరును పొందింది.

హ్యూస్‌జెన్ 1,3-డైపోలార్ సైక్లోఅడిషన్ యొక్క రాగి-ఉత్ప్రేరకాన్ని ఫోకిన్ మరియు షార్ప్‌లెస్[11] మరియు మెల్డాల్[6] బృందాలు ఏకకాలంలో మరియు స్వతంత్రంగా కనుగొన్నారు. ఈ చర్య యొక్క రాగి-ఉత్ప్రేరక సంస్కరణ కేవలం 1,4-ఐసోమర్‌ను మాత్రమే ఇస్తుంది, అయితే హ్యూస్‌జెన్ యొక్క ఉత్ప్రేరకం లేని 1,3-డైపోలార్ సైక్లోఅడిషన్ 1,4- మరియు 1,5-ఐసోమర్‌లను రెండింటినీ ఇస్తుంది మరియు 100 °C ఉష్ణోగ్రత అవసరమవుతుంది.[10]

ఈ చర్య జీవ పరిస్థితులలో సమర్థవంతంగా జరుగుతున్నప్పటికీ, ఈ మోతాదులో రాగి సైటోటాక్సిక్ (కణాలకు విషపూరితం). ఈ సమస్యకు పరిష్కారాలు అందించబడ్డాయి, ఉదాహరణకు ఉత్ప్రేరకం యొక్క కణ చొచ్చుకుపోయే సామర్థ్యాన్ని పెంచడానికి మరియు తద్వారా అవసరమైన మోతాదును తగ్గించడానికి రాగిపై నీటిలో కరిగే లిగాండ్‌లను ఉపయోగించడం.[12][13] ఒక సారూప్య "RuAAC చర్య" (రాగికి బదులుగా రుథేనియం ద్వారా ఉత్ప్రేరకం చేయబడింది) 1,5-ఐసోమర్‌ల ఎంపిక ఉత్పత్తిని అనుమతిస్తుంది.[14]

స్ట్రెయిన్-ప్రమోటెడ్ అజైడ్-అల్కైన్ సైక్లోఅడిషన్ (SPAAC)

మెటల్-రహిత క్లిక్ చర్యలు వాటి మెరుగైన బయో కాంపాబిలిటీ మరియు తగ్గిన సైటోటాక్సిసిటీ కారణంగా ప్రాముఖ్యతను పొందాయి. ముఖ్యంగా, స్ట్రెయిన్-ప్రమోటెడ్ అజైడ్-అల్కైన్ సైక్లోఅడిషన్ (SPAAC) మరియు ఇన్వర్స్ ఎలక్ట్రాన్-డిమాండ్ డీల్స్-ఆల్డర్ (IEDDA) చర్యలు జీవ వ్యవస్థలలో బయోఆర్థోగోనల్ లేబులింగ్ కోసం విస్తృతంగా స్వీకరించబడ్డాయి. ఈ చర్యలు మెటల్ ఉత్ప్రేరకాలు అవసరం లేకుండా అధిక విశిష్టతను అందిస్తాయి, ఇవి జీవించే జీవులలో మరియు సంక్లిష్ట వాతావరణాలలో అనువర్తనాలకు అనువైనవిగా చేస్తాయి.[15]

హ్యూస్‌జెన్ యొక్క రాగి-రహిత క్లిక్ చర్యల సంస్కరణలు సైటోటాక్సిసిటీని తగ్గిస్తాయి.[16][17]

స్ట్రెయిన్-ప్రమోటెడ్ అల్కైన్-నైట్రోన్ సైక్లోఅడిషన్ (SPANC)

డైబెంజైల్ సైక్లోఅక్టైన్ (DIBO) తో సహా డైఅరిల్-స్ట్రెయిన్డ్-సైక్లోఅక్టైన్‌లను N-ఆల్కైలేటెడ్ ఐసోక్సాజోలిన్‌లను ఉత్పత్తి చేయడానికి స్ట్రెయిన్-ప్రమోటెడ్ అల్కైన్-నైట్రోన్ సైక్లోఅడిషన్లలో (SPANC) 1,3-నైట్రోన్‌లతో చర్య జరపడానికి కూడా ఉపయోగిస్తారు.[18]

ఈ చర్య మెటల్-రహితమైనది మరియు వేగవంతమైన గతిశాస్త్రంతో (k2 60 1/Ms వరకు, CuAAC లేదా SPAAC రెండింటి కంటే వేగంగా) జరుగుతుంది కాబట్టి, SPANCను లైవ్ సెల్ లేబులింగ్ కోసం ఉపయోగించవచ్చు. అంతేకాకుండా, నైట్రోన్ డైపోల్ యొక్క కార్బన్ మరియు నైట్రోజన్ పరమాణువులపై ప్రతిక్షేపణ, మరియు ఎసైక్లిక్ మరియు ఎండోసైక్లిక్ నైట్రోన్‌లు అన్నీ అనుమతించబడతాయి. ఈ పెద్ద అనుమతి నైట్రోన్ హ్యాండిల్ లేదా ప్రోబ్ చేరికకు చాలా సౌలభ్యాన్ని అందిస్తుంది.[19]

అయితే, ఐసోక్సాజోలిన్ ఉత్పత్తి CuAAC మరియు SpAAC యొక్క ట్రయాజోల్ ఉత్పత్తి అంత స్థిరంగా ఉండదు మరియు జీవ పరిస్థితులలో పునర్వ్యవస్థీకరణలకు లోనవుతుంది. ఏది ఏమైనప్పటికీ, ఈ చర్య చాలా వేగవంతమైన గతిశాస్త్రాన్ని కలిగి ఉన్నందున ఇది ఇప్పటికీ చాలా ఉపయోగకరంగా ఉంది.[18]

ఈ చర్య యొక్క అనువర్తనాలలో సెరిన్‌ను మొదటి అవశేషంగా కలిగి ఉన్న ప్రోటీన్‌లను లేబుల్ చేయడం ఉన్నాయి: సెరిన్ NaIO4తో ఆల్డిహైడ్‌గా ఆక్సీకరణం చెందుతుంది మరియు తర్వాత p-మెథాక్సీబెంజీన్‌థియోల్, N-మిథైల్‌హైడ్రాక్సిలామైన్ మరియు p-యాన్సిడిన్‌తో నైట్రోన్‌గా మార్చబడుతుంది, మరియు చివరగా క్లిక్ ఉత్పత్తిని ఇవ్వడానికి సైక్లోఅక్టైన్‌తో ఇంక్యుబేట్ చేయబడుతుంది. SPANC మల్టీప్లెక్స్ లేబులింగ్‌ను కూడా అనుమతిస్తుంది.[20][21]

స్ట్రెయిన్డ్ ఆల్కీన్‌ల చర్యలు

స్ట్రెయిన్డ్ ఆల్కీన్‌లు కూడా స్ట్రెయిన్-రిలీఫ్‌ను చోదక శక్తిగా ఉపయోగిస్తాయి, ఇది క్లిక్ చర్యలలో పాల్గొనడానికి వీలు కల్పిస్తుంది. ట్రాన్స్-సైక్లోఅల్కీన్‌లు (సాధారణంగా సైక్లోఅక్టీన్‌లు) మరియు ఆక్సానార్బోర్నాడైన్ వంటి ఇతర స్ట్రెయిన్డ్ ఆల్కీన్‌లు అజైడ్‌లు, టెట్రాజైన్‌లు మరియు టెట్రాజోల్‌లతో సహా అనేక భాగస్వాములతో క్లిక్ చర్యలలో పాల్గొంటాయి. ఈ చర్య భాగస్వాములు స్ట్రెయిన్డ్ ఆల్కీన్‌తో ప్రత్యేకంగా సంకర్షణ చెందవచ్చు, లిపిడ్‌లు, ఫ్యాటీ యాసిడ్‌లు, కోఫ్యాక్టర్లు మరియు ఇతర సహజ ఉత్పత్తులలో కనిపించే ఎండోజినస్ ఆల్కీన్‌లకు బయోఆర్థోగోనల్‌గా ఉంటాయి.[20]

ఆల్కీన్ మరియు టెట్రాజైన్ ఇన్వర్స్-డిమాండ్ డీల్స్-ఆల్డర్

స్ట్రెయిన్డ్ సైక్లోఅక్టీన్‌లు మరియు ఇతర యాక్టివేటెడ్ ఆల్కీన్‌లు టెట్రాజైన్‌లతో ఇన్వర్స్ ఎలక్ట్రాన్-డిమాండ్ డీల్స్-ఆల్డర్ చర్యలో పాల్గొంటాయి, దీని తర్వాత రెట్రో [4+2] సైక్లోఅడిషన్ జరుగుతుంది (చిత్రం చూడండి).[22] మూడు-సభ్యుల మరియు నాలుగు-సభ్యుల సైక్లోఅల్కీన్‌లు, వాటి అధిక రింగ్ స్ట్రెయిన్ కారణంగా, ఆదర్శవంతమైన ఆల్కీన్ సబ్‌స్ట్రేట్‌లను కూడా తయారు చేస్తాయి.[22]

ఇతర [4+2] సైక్లోఅడిషన్ల మాదిరిగానే, డైయనోఫైల్‌పై ఎలక్ట్రాన్-డొనేటింగ్ ప్రతిక్షేపకాలు మరియు డైన్‌పై ఎలక్ట్రాన్-విత్‌డ్రాయింగ్ ప్రతిక్షేపకాలు ఇన్వర్స్-డిమాండ్ డీల్స్-ఆల్డర్ చర్యను వేగవంతం చేస్తాయి. డైన్, టెట్రాజైన్, అదనపు నైట్రోజన్‌లను కలిగి ఉండటం వల్ల, ఈ చర్యకు మంచి డైన్. డైయనోఫైల్, యాక్టివేటెడ్ ఆల్కీన్, తరచుగా లక్ష్య అణువులపై ఎలక్ట్రాన్-డొనేటింగ్ ఆల్కైల్ గ్రూపులకు జోడించబడవచ్చు, తద్వారా డైయనోఫైల్‌ను చర్యకు మరింత అనుకూలంగా మారుస్తుంది.[23]

ఆల్కీన్ మరియు టెట్రాజోల్ ఫోటోక్లిక్ చర్య

టెట్రాజోల్-ఆల్కీన్ "ఫోటోక్లిక్" చర్య అనేది హ్యూస్‌జెన్ 1960ల చివరలో ప్రవేశపెట్టిన మరొక డైపోలార్ అదనపు చర్య (ChemBioChem 2007, 8, 1504. (68) Clovis, J. S.; Eckell, A.; Huisgen, R.; Sustmann, R. Chem. Ber. 1967, 100, 60). 365 nm వద్ద UV కాంతి ద్వారా యాక్టివేట్ చేయగల అమైనో లేదా స్టైరిల్ గ్రూపులతో కూడిన టెట్రాజోల్‌లు త్వరగా చర్య జరుపుతాయి, తద్వారా ఫ్లోరోజెనిక్ పైరజోలిన్ ఉత్పత్తులను తయారు చేయడానికి UV కాంతి ఎక్కువసేపు (సాధారణంగా సుమారు 1-4 నిమిషాలు) ఆన్ చేయవలసిన అవసరం లేదు. ఈ చర్య పథకం లైవ్ సెల్స్‌లో లేబులింగ్ ప్రయోజనం కోసం బాగా సరిపోతుంది, ఎందుకంటే 365 nm వద్ద UV కాంతి కణాలను తక్కువగా దెబ్బతీస్తుంది.

తక్కువ తరంగదైర్ఘ్యం గల UV కాంతి కోసం క్వాంటం దిగుబడి 0.5 కంటే ఎక్కువగా ఉండవచ్చు, ఇది టెట్రాజోల్‌లను మరొక ఫోటోలిగేషన్ చర్యలతో కలిపి ఎంపిక చేసుకునేలా ఉపయోగించడానికి అనుమతిస్తుంది, ఇక్కడ తక్కువ తరంగదైర్ఘ్యం వద్ద టెట్రాజోల్ లిగేషన్ చర్య దాదాపు ప్రత్యేకంగా జరుగుతుంది మరియు ఎక్కువ తరంగదైర్ఘ్యం వద్ద ఇతర చర్యలు (ఉదా. o-క్వినోడైమీథేన్‌ల ద్వారా లిగేషన్) ప్రాధాన్యంగా జరుగుతాయి.[24] చివరగా, ఫ్లోరోజెనిక్ కాని రియాక్టెంట్‌లు ఫ్లోరోజెనిక్ ఉత్పత్తిని ఇస్తాయి, ఇది చర్యను అంతర్నిర్మిత స్పెక్ట్రోమెట్రిక్ హ్యాండిల్‌తో సన్నద్ధం చేస్తుంది.

టెట్రాజోల్‌లు మరియు ఆల్కీన్ గ్రూపులు రెండూ ప్రోటీన్ హ్యాండిల్స్‌గా అసాధారణ అమైనో ఆమ్లాలుగా చేర్చబడ్డాయి, కానీ ఈ ప్రయోజనం ప్రత్యేకమైనది కాదు. బదులుగా, చర్య యొక్క ఫోటోఇండ్యూసిబిలిటీ దీనిని జీవ వ్యవస్థలలో స్పేషియోటెంపోరల్ విశిష్టత కోసం ప్రధాన అభ్యర్థిగా చేస్తుంది. సవాళ్లలో ఎండోజినస్ ఆల్కీన్‌ల ఉనికి ఉన్నాయి, అయినప్పటికీ సాధారణంగా సిస్ (ఫ్యాటీ యాసిడ్‌లలో వలె) అవి యాక్టివేటెడ్ టెట్రాజోల్‌తో చర్య జరపగలవు.[25]

PQ-ERA చర్య దాని రియాక్టివిటీని పెంచడానికి థియోఫీన్ ప్రతిక్షేపణ ద్వారా ఆప్టిమైజ్ చేయబడింది, ఇది మరింత సమర్థవంతమైన ఫోటోసైక్లోఅడిషన్ ప్రక్రియలను అనుమతిస్తుంది.[26]

సంభావ్య అనువర్తనాలు

బయోమాలిక్యూల్స్ యొక్క ఎంపిక లేబులింగ్ మరియు ట్రాకింగ్

క్లిక్ కెమిస్ట్రీని తరచుగా విజువలైజింగ్ ట్యాగ్‌లను జోడించడానికి ఉపయోగిస్తారు. అనేక సంభావ్య అనువర్తనాల్లో, క్లిక్ చర్యలు ఒక బయోమాలిక్యూల్ మరియు ఒక రిపోర్టర్ మాలిక్యూల్ లేదా ఇతర మాలిక్యులర్ ప్రోబ్‌ను కలుపుతాయి, ఈ ప్రక్రియను బయోకాన్జుగేషన్ అంటారు.[27] ఫ్లోరోఫోర్లు మరియు ఇతర రిపోర్టర్ మాలిక్యూల్‌లను జోడించే అవకాశం క్లిక్ కెమిస్ట్రీని బయోమాలిక్యూల్స్‌ను గుర్తించడానికి, గుర్తించడానికి మరియు వర్గీకరించడానికి ఒక సాధనంగా మార్చింది. బయోకాన్జుగేషన్‌లో అత్యంత పురాతనమైన మరియు ముఖ్యమైన పద్ధతుల్లో ఒకటి, ఆసక్తి ఉన్న ప్రోటీన్ వలె అదే జన్యు క్రమంపై గ్రీన్ ఫ్లోరోసెంట్ ప్రోటీన్ (GFP) వంటి రిపోర్టర్ జీన్‌ను వ్యక్తపరచడం.

లేబులింగ్ కోసం బయోకాన్జుగేషన్ ఉదాహరణలలో సవరించిన ప్రోటీన్‌లు మరియు బయోమాలిక్యూల్స్‌లోని అల్కైన్ గ్రూపులను లేబుల్ చేయడానికి అజైడోకౌమరిన్ ఉపయోగించడం ఉన్నాయి.[28] ఫ్లోరోఫోర్ రోడామైన్ నార్బోర్నీన్పై కపుల్ చేయబడింది మరియు జీవ వ్యవస్థలలో టెట్రాజైన్తో చర్య జరిపింది.[29] ఇతర సందర్భాల్లో, సైక్లోఅక్టైన్-సవరించిన ఫ్లోరోఫోర్ మరియు అజైడ్-ట్యాగ్డ్ ప్రోటీన్‌ల మధ్య SPAAC కణ లైసేట్‌లలో ఈ ప్రోటీన్‌లను ఎంచుకోవడానికి అనుమతించింది.[30]

ఇన్ మరియు ఎక్స్ వివో వ్యవస్థలలో క్లిక్ చర్య భాగస్వాములను చేర్చడానికి పద్ధతులు సాధ్యమయ్యే బయోకాన్జుగేషన్ చర్యల పరిధికి దోహదం చేస్తాయి. రైబోజోమ్‌ల ద్వారా అసాధారణ అమైనో ఆమ్లాల చేరిక అభివృద్ధి, ఈ అసాధారణ అమైనో ఆమ్లాలపై అసాధారణ సైడ్ గ్రూపులుగా క్లిక్ చర్య భాగస్వాములను చేర్చడానికి అనుమతించింది. ఉదాహరణకు, అజైడోహోమోఅలనైన్ (AHA) అనేది అజైడ్ సైడ్ గ్రూపుతో కూడిన మిథియోనిన్ అనలాగ్. ఈ అజైడ్ సైడ్ గ్రూపు సైక్లోఅల్కైన్‌లను ఈ "AHA" అసాధారణ అమైనో ఆమ్లాన్ని చేర్చుకునే ప్రోటీన్‌లతో చర్య జరపడానికి అనుమతిస్తుంది.[31] మరొక ఉదాహరణలో, "CpK" అనేది ఒక లైసిన్ అనలాగ్. CpK ఒక అమైడ్ బంధానికి ఆల్ఫాగా సైక్లోప్రొపేన్‌ను కలిగి ఉన్న సైడ్ గ్రూపును కలిగి ఉంటుంది, ఇది ఇన్వర్స్ డీల్స్-ఆల్డర్ చర్యలో టెట్రాజైన్‌కు చర్య భాగస్వామిగా పనిచేస్తుంది.[32]

లూసిఫెరిన్ సంశ్లేషణ చర్య భాగస్వాములను వేరుచేసే మరొక వ్యూహాన్ని ఉదహరిస్తుంది, ఇది 1,2-అమినోథియోల్ వంటి అరుదుగా సంభవించే సహజ గ్రూపులను ఉపయోగించుకోవడం, ఇది ప్రోటీన్‌లో సిస్టీన్ చివరి N' అమైనో ఆమ్లంగా ఉన్నప్పుడు మాత్రమే కనిపిస్తుంది. వాటి సహజ విశిష్టత మరియు సాపేక్ష బయోఆర్థోగోనాలిటీ ఈ ట్యాగ్‌ల కోసం నిర్దిష్ట ప్రోబ్‌లను అభివృద్ధి చేయడంలో విలువైనవి. పైన పేర్కొన్న చర్య 1,2-అమినోథియోల్ మరియు 2-సైనోబెంజోథియాజోల్ మధ్య లూసిఫెరిన్‌ను తయారు చేయడానికి జరుగుతుంది, ఇది ఫ్లోరోసెంట్. ఈ లూసిఫెరిన్ ఫ్లోరోసెన్స్‌ను వాష్ తర్వాత స్పెక్ట్రోమెట్రీ ద్వారా లెక్కించవచ్చు మరియు 1,2-అమినోథియోల్‌ను కలిగి ఉన్న అణువు యొక్క సాపేక్ష ఉనికిని నిర్ణయించడానికి ఉపయోగించవచ్చు. 1,2-అమినోథియోల్ లేని ప్రోటీన్ యొక్క పరిమాణీకరణ కావాలంటే, ఆసక్తి ఉన్న ప్రోటీన్‌ను 2-CBTకి గురయ్యే N' Cysతో కూడిన ఫ్రాగ్మెంట్‌ను ఇవ్వడానికి క్లీవ్ చేయవచ్చు.[33]

ఔషధ ఆవిష్కరణ మరియు బయో-కాన్జుగేషన్

క్లిక్ కెమిస్ట్రీ ఔషధ ఆవిష్కరణ మరియు బయోకాన్జుగేషన్‌లో మూలస్తంభంగా మారింది. స్థిరమైన కోవాలెంట్ బంధాలను వేగంగా మరియు ఎంపిక చేసుకునే సామర్థ్యం లక్ష్య చికిత్సలు మరియు రోగనిర్ధారణ ఏజెంట్ల అభివృద్ధిని సులభతరం చేసింది. ఇటీవలి అధ్యయనాలు మల్టీఫంక్షనల్ డ్రగ్ డెలివరీ వ్యవస్థలను రూపొందించడంలో, చికిత్సల విశిష్టత మరియు సామర్థ్యాన్ని పెంచడంలో క్లిక్ కెమిస్ట్రీ వినియోగాన్ని అన్వేషించాయి.[34] క్లిక్ కెమిస్ట్రీ యొక్క సరళత అనేక అంశాలలో, ముఖ్యంగా ఔషధ అభివృద్ధిలో గణనీయమైన ప్రభావాన్ని చూపింది.

క్లిక్ కెమిస్ట్రీని అనేక ఔషధ అధ్యయనాలలో వాటి చర్య యొక్క యంత్రాంగాన్ని అధ్యయనం చేయడానికి ఉపయోగించారు. ఆవిష్కరణలలో సాలినోమైసిన్ క్యాన్సర్ స్టెమ్ కణాలలో ఫెరోప్టోసిస్ను ప్రారంభించడానికి లైసోజోమ్‌లకు స్థానికీకరించబడుతుందని[35] మరియు మెట్‌ఫార్మిన్ ఉత్పన్నాలు మంట కలిగించే మాక్రోఫేజ్‌లలో జీవక్రియ మరియు ఎపిజెనెటిక్ మార్పులను ప్రభావితం చేస్తూ, రాగి(II)ని చెలేట్ చేయడానికి మైటోకాండ్రియాలో పేరుకుపోతాయని కనుగొన్నారు.[36]

కాంబినేటోరియల్ కెమిస్ట్రీ, హై-త్రూపుట్ స్క్రీనింగ్ మరియు కెమికల్ లైబ్రరీలను నిర్మించడంతో కలిపి, క్లిక్ కెమిస్ట్రీ మల్టీస్టెప్ సంశ్లేషణలో ప్రతి చర్యను వేగంగా, సమర్థవంతంగా మరియు ఊహించదగినదిగా చేయడం ద్వారా కొత్త ఔషధ ఆవిష్కరణలను వేగవంతం చేసింది.

ఇతర సాధ్యమైన అనువర్తనాలు

అదనపు అనువర్తనాలు మరియు సంభావ్య అనువర్తనాల్లో ఇవి ఉన్నాయి:

టెక్నాలజీ లైసెన్స్

ది స్క్రిప్స్ రీసెర్చ్ ఇన్‌స్టిట్యూట్ క్లిక్-కెమిస్ట్రీ పేటెంట్ల పోర్ట్‌ఫోలియోను కలిగి ఉంది.[45] లైసెన్సుదారులలో Invitrogen,[46] Allozyne,[47] Aileron,[48] ఇంటిగ్రేటెడ్ డయాగ్నోస్టిక్స్,[49] మరియు బయోటెక్ కంపెనీ baseclick ఉన్నాయి,[50] ఇది క్లిక్ కెమిస్ట్రీని ఉపయోగించి తయారు చేసిన ఉత్పత్తులను విక్రయించడానికి సృష్టించబడిన BASF స్పిన్-ఆఫ్.[51] అంతేకాకుండా, baseclick న్యూక్లియిక్ యాసిడ్ రంగానికి సంబంధించి పరిశోధన మరియు డయాగ్నోస్టిక్ మార్కెట్ కోసం ప్రపంచవ్యాప్త ప్రత్యేక లైసెన్స్‌ను కలిగి ఉంది. ఫ్లోరోసెంట్ అజైడ్లు మరియు ఆల్కైన్లు కూడా Cyandye వంటి కంపెనీలచే ఉత్పత్తి చేయబడతాయి.[52]

మూలాలు

  1. ↑ (2001). "Click Chemistry: Diverse Chemical Function from a Few Good Reactions". Angewandte Chemie International Edition. 40 (11) 2004–2021. doi:<2004::AID-ANIE2004>3.0.CO;2-5 10.1002/1521-3773(20010601)40:11<2004::AID-ANIE2004>3.0.CO;2-5.
  2. ↑ R. A. Evans. (2007). "The Rise of Azide–Alkyne 1,3-Dipolar 'Click' Cycloaddition and its Application to Polymer Science and Surface Modification". Australian Journal of Chemistry. 60 (6) 384–395. doi:10.1071/CH06457.
  3. ↑ "క్లిక్ కెమిస్ట్రీ" అనే పదాన్ని 1998లో షార్ప్‌లెస్ భార్య, జాన్ డ్యూసర్ రూపొందించారు,(3 February 2023). Nobel Prize lecture: Barry Sharpless, Nobel Prize in Chemistry 2022.
  4. ↑ (2021). "Introduction: Click Chemistry". Chemical Reviews. 121 (12) 6697–6698. doi:10.1021/acs.chemrev.1c00469.
  5. ↑ (May 6, 2019). "Additive manufacturing of ceramics from preceramic polymers: A versatile stereolithographic approach assisted by thiol-ene click chemistry". Additive Manufacturing. 27 80–90. doi:10.1016/j.addma.2019.02.012.
  6. ↑ 6.0 6.1 (2002). Peptidotriazoles on Solid Phase: [1,2,3-Triazoles by Regiospecific Copper(I)-Catalyzed 1,3-Dipolar Cycloadditions of Terminal Alkynes to Azides]. Journal of Organic Chemistry. 67 (9) 3057–3064. doi:10.1021/jo011148j.
  7. ↑ The Nobel Prize in Chemistry 2022. NobelPrize.org.
  8. ↑ Gregory C., Patton. (November 8, 2004). Development and Applications of Click Chemistry. College of Liberal Arts & Sciences, University of Illinois at Urbana-Champaign.
  9. ↑ Kolb, H.C.. (2003). "The growing impact of click chemistry on drug discovery". Drug Discov Today. 8 (24) 1128–1137. doi:10.1016/S1359-6446(03)02933-7.
  10. ↑ 10.0 10.1 L. Liang and D. Astruc: "The copper(I)-catalysed alkyne-azide cycloaddition (CuAAC) "click" reaction and its applications. An overview", 2011; 255, 23–24, 2933–2045, p. 2934
  11. ↑ Rostovtsev, Vsevolod V.. (2002). "A Stepwise Huisgen Cycloaddition Process: Copper(I)-Catalyzed Regioselective "Ligation" of Azides and Terminal Alkynes". Angewandte Chemie International Edition. 41 (14) 2596–2599. doi:<2596::aid-anie2596>3.0.co;2-4 10.1002/1521-3773(20020715)41:14<2596::aid-anie2596>3.0.co;2-4.
  12. ↑ Brotherton, W. S.; Michaels, H. A.; Simmons, J. T.; Clark, R.J.; Dalal, N. S.; Zhu, L. Org. Lett. 2009, 11, 4954.
  13. ↑ Kuang, G.-C.; Michaels, H. A.; Simmons, J. T.; Clark, R. J.; Zhu, L" J. Org. Chem. 2010; 75, 6540.
  14. ↑ (November 2005). Ruthenium-Catalyzed Cycloaddition of Alkynes and Organic Azides. Journal of the American Chemical Society. 127 (46) 15998–15999. doi:10.1021/ja054114s.
  15. ↑ (2025-08-20). "Exploring Metal-Free Click Reactions: New Frontiers in Glycochemistry and Bioconjugation". Bioconjugate Chemistry. 36 (8) 1553–1581. doi:10.1021/acs.bioconjchem.5c00049.
  16. ↑ Huisgen, R. Angew. Chem. Int. Ed. Engl. 1963, 2, 565

    (2006). "A Comparative Study of Bioorthogonal Reactions with Azides". ACS Chem. Biol.. 1 (10) 644–648. doi:10.1021/cb6003228.
  17. ↑ (2012). "Reactivity of Biarylazacyclooctynones in Copper-Free Click Chemistry". J. Am. Chem. Soc.. 134 (22) 9199–9208. doi:10.1021/ja3000936.
  18. ↑ 18.0 18.1 (Aug 2014). "Strain-promoted cycloadditions involving nitrones and alkynes—rapid tunable reactions for bioorthogonal labeling". Curr Opin Chem Biol. 21 81–8. doi:10.1016/j.cbpa.2014.05.023.
  19. ↑ (64) (a) Ning, X.; Temming, R. P.; Dommerholt, J.; Guo, J.; Ania, D.B.; Debets, M. F.; Wolfert, M. A.; Boons, G.-J.; van Delft, F. L" Angew. Chem. Int. Ed. 2010; 49, 3065. (b) McKay, C. S.; Moran, J.; Pezacki, J. P. Chem. Commun. (Cambridge, U. K.) 2010, 46, 931. (c) Debets, M. F.; van Berkel, S. S.; Dommerholt, J.; Dirks, A. T. J.; Rutjes, F. P. J. T.; van Delft, F. L. Acc. Chem. Res. 2011, 44, 805. (d) McKay, C. S.; Chigrinova, M.; Blake, J. A.; Pezacki, J. P. Org. Biomol. Chem. 2012, 10, 3066.
  20. ↑ 20.0 20.1 (2014). "Bioorthogonal Reactions for Labeling Proteins". ACS Chem. Biol.. 9 (1) 16–20. doi:10.1021/cb4009292.
  21. ↑ (2014). "Kinetics studies of rapid strain- promoted [3+2] cycloadditions of nitrones with bicyclo[6.1.0]nonyne". Can J Chem. 92 (4) 337–340. doi:10.1139/cjc-2013-0577.
  22. ↑ 22.0 22.1 (2013). "Diels–Alder Reactivities of Strained and Unstrained Cycloalkenes with Normal and Inverse-Electron-Demand Dienes: Activation Barriers and Distortion/Interaction Analysis". J. Am. Chem. Soc.. 135 (41) 15642–15649. doi:10.1021/ja408437u.
  23. ↑ (25 August 2014). "Alkene-tetrazine ligation for imaging cellular DNA". Angew Chem Int Ed Engl. 53 (35) 9168–9172. doi:10.1002/anie.201403580.
  24. ↑ (2019). "Light-Controlled Orthogonal Covalent Bond Formation at Two Different Wavelengths". Angewandte Chemie International Edition. 58 (22) 7470–7474. doi:10.1002/anie.201901275.
  25. ↑ (August 2014). "Photoclick chemistry: a fluorogenic light-triggered in vivo ligation reaction". Current Opinion in Chemical Biology. 21 89–95. doi:10.1016/j.cbpa.2014.05.024.
  26. ↑ (2023-07-12). "Establishing PQ-ERA photoclick reactions with unprecedented efficiency by engineering of the nature of the phenanthraquinone triplet state". Chemical Science. 14 (27) 7465–7474. doi:10.1039/D3SC01760E.
  27. ↑ B. Stump. (2022). "Click Bioconjugation: Modifying Proteins Using Click-Like Chemistry". ChemBioChem. 23 (16). doi:10.1002/cbic.202200016.
  28. ↑ (2009-09-07). "Bioorthogonal Chemistry: Fishing for Selectivity in a Sea of Functionality". Angewandte Chemie International Edition. 48 (38) 6974–6998. doi:10.1002/anie.200900942.
  29. ↑ (December 2008). "Tetrazine-based cycloadditions: application to pretargeted live cell imaging". Bioconjugate Chem.. 19 (12) 2297–2299. doi:10.1021/bc8004446.
  30. ↑ (2000). "Direct nitric oxide signal transduction via nitrosylation of iron-sulfur centers in the SoxR transcription activator". Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A.. 97 (10) 5146–5150. doi:10.1073/pnas.97.10.5146.
  31. ↑ (2007). "Labeling, detection and identification of newly synthesized proteomes with bioorthogonal non-canonical amino-acid tagging". Nature Protocols. 2 (3) 532–540. doi:10.1038/nprot.2007.52.
  32. ↑ (2012). "Genetically Encoded Cyclopropene Directs Rapid, Photoclick-Chemistry-Mediated Protein Labeling in Mammalian Cells". Angew Chem Int Ed Engl. 51 (42) 10600–10604. doi:10.1002/anie.201205352.
  33. ↑ (a) Liang, G.; Ren, H.; Rao, J. Nat. Chem. 2010, 2, 54. (b) Ren, H.; Xiao, F.; Zhan, K.; Kim, Y.-P.; Xie, H.; Xia, Z.; Rao, J. Angew.Chem., Int. Ed. 2009, 48, 9658.
  34. ↑ (2023). Click Chemistry and Targeted Degradation: A Winning Combination for Medicinal Chemists?. ChemMedChem. 18 (20). doi:10.1002/cmdc.202300422.
  35. ↑ (Oct 2017). "Salinomycin kills cancer stem cells by sequestering iron in lysosomes". Nature Chemistry. 9 (10) 1025–1033. doi:10.1038/nchem.2778.
  36. ↑ (2023). "A druggable copper-signalling pathway that drives inflammation". Nature. 617 (7960) 386–394. doi:10.1038/s41586-023-06017-4.
  37. ↑ (2015-08-14). "ClickSeq: Fragmentation-Free Next-Generation Sequencing via Click Ligation of Adaptors to Stochastically Terminated 3'-Azido cDNAs". Journal of Molecular Biology. 427 (16) 2610–2616. doi:10.1016/j.jmb.2015.06.011.
  38. ↑ (January 2013). A nascent proteome study combining click chemistry with 2DE. Proteomics. 13 (1) 17–21. doi:10.1002/pmic.201200393.
  39. ↑ (17 June 2014). "Nucleophilic 1,4-Additions for Natural Product Discovery". ACS Chemical Biology. 9 (9) 2014–2022. doi:10.1021/cb500324n.
  40. ↑ (2014). "Vegetable Oil Derived Solvent, and Catalyst Free "Click Chemistry" Thermoplastic Polytriazoles". BioMed Research International. 2014 1–14. doi:10.1155/2014/792901.
  41. ↑ (2013). Towards Dynamic Control of Wettability by Using Functionalized Altitudinal Molecular Motors on Solid Surfaces. Chemistry: A European Journal. 19 (32) 10690–10697. doi:10.1002/chem.201300500.
  42. ↑ (2011-01-25). Adhesion of photon-driven molecular motors to surfaces via 1,3-dipolar cycloadditions: effect of interfacial interactions on molecular motion. ACS Nano. 5 (1) 622–630. doi:10.1021/nn102876j.
  43. ↑ (2007). "The growing applications of click chemistry". Chem. Soc. Rev.. 36 (8) 1249–1262. doi:10.1039/b613014n.
  44. ↑ (2008). "Efficient construction of therapeutics, bioconjugates, biomaterials and bioactive surfaces using azide–alkyne "click" chemistry". Advanced Drug Delivery Reviews. 60 (9) 958–970. doi:10.1016/j.addr.2008.02.004.
  45. ↑ Click Chemistry.
  46. ↑ Invitrogen Exclusively Licenses Novel Click Chemistry-Based Cell Proliferation Assays from Harvard University (NASDAQ:LIFE).
  47. ↑ (2010-07-15). Xconomy: Allozyne Licenses Scripps Chemistry. Xconomy.
  48. ↑ (2010-11-30). Xconomy: Aileron and Scripps Ink Deal. Xconomy.
  49. ↑ Integrated Diagnostics Licenses "Click Chemistry" from the Scripps Research Institute, Strengthening Partner Network.
  50. ↑ baseclick GmbH :: We enable nucleic acid labeling bioconjugation. baseclick GmbH.
  51. ↑ http://www.basf.com/group/pressrelease/P-10-427
  52. ↑ (2018-10-03). CYANDYE.

బాహ్య లింకులు

మూలం: ఇంగ్లీష్ వికీపీడియాలోని “Click chemistry” వ్యాసానికి అనువాదం. మూల వ్యాసం: https://en.wikipedia.org/wiki/Click_chemistry ఈ అనువాదం స్వయంచాలకంగా రూపొందించబడింది.

Retrieved from "https://ltrc.sciwiki.in/index.php?title=క్లిక్_కెమిస్ట్రీ&oldid=4506"