In Vivo Gold Complex Catalysis within Live Mice

Abstract

Metal complex catalysis within biological systems is largely limited to cell and bacterial systems. In this work, a glycoalbumin-Au complex was designed and developed that enables organ-specific, localized propargyl ester amidation with nearby proteins within live mice. The targeted reactivity can be imaged through the use of Cy7.5- and TAMRA-linked propargyl ester based fluorescent probes. This targeting system could enable the exploitation of other metal catalysis strategies for biomedical and clinical applications.

Metal‐Mediated Functionalization of Natural Peptides and Proteins: Panning for Bioconjugation Gold

“…Recently,T anaka and co-workers reported ag old(III)glycoalbumin-mediated labeling of aprimary amine group of ap rotein on an organ surface by using ap ropargyl ester compound ( Figure 36). [217] Them odification reaction itself is ac hemoselective amide coupling reaction between the ester group and the amine group (lysine or N-terminus), but by using the glycoalbumin as aguiding group,the reaction can be dramatically accelerated on the target organ surface.T he authors developed at wo-step interaction strategy to deliver the reactive gold complex nearby the surface of at arget organ:1 )binding of ac oumarin group of the gold complex into glycoalbumin and 2) interaction between the glycan moiety of the albumin and the surface receptor on at arget organ. In the original 2017 report, the action of the glycoalbumin-bound gold complex was thought to be as asimple Lewis acid for the propargyl group,which results in the amine and ester groups being in proximity.…”

Metallvermittelte Funktionalisierung natürlicher Peptide und Proteine: Biokonjugation mit Übergangsmetallen

“…[217] Bei der Modifikationsreaktion selbst handelt es sich um eine chemose-Abbildung 35. a) Ein Ni II -NTA-Komplexl enkt die proximitätsvermittelte Alkylierung oder Acylierung. [217] Bei der Modifikationsreaktion selbst handelt es sich um eine chemose-Abbildung 35. a) Ein Ni II -NTA-Komplexl enkt die proximitätsvermittelte Alkylierung oder Acylierung.…”

“…[217] lektive Amidkupplung zwischen der Ester-u nd der Amingruppe (Lysin oder N-Terminus), doch durch die Verwendung von Glycoalbumin als dirigierende Gruppe kann diese Chemie auf der Oberfläche des Zielorgans drastisch beschleunigt werden. a) Schematische Illustration der Chemie.…”

“…Nützliche Funktionalitäten, wie beispielsweise eine Fluorophor-o der Biotingruppe kçnnen auf diesem Wege unter milden Bedingungen (< 15 min Bestrahlungszeit, neutraler pH) eingeführt werden. Die sehr milden und biokompatiblen Reaktionsbedingungen ermçglichten sogar Anwendungen, [213][214][215] [217] Angewandte Chemie Aufsätze lektive Amidkupplung zwischen der Ester-u nd der Amingruppe (Lysin oder N-Terminus), doch durch die Verwendung von Glycoalbumin als dirigierende Gruppe kann diese Chemie auf der Oberfläche des Zielorgans drastisch beschleunigt werden. Zur Überbringung des reaktiven Goldkomplexes in die Nähe der Oberfläche des Zielproteins entwickelten die Autoren eine zweistufige Interaktionsstrategie: 1) Bindung einer Cumaringruppe des Goldkomplexes an Glycoalbumin.…”

“…Im Originalbericht 2017 wurde die Annahme getroffen, dass die Aktivitätd es glycoalbumingebundenen Goldkomplexes derjenigen einer einfachen Lewis-Säure gegenüber der Propargylgruppe entsprach, wodurch Amin und Ester in großer Nähe zueinander positioniert wurden. [217] Weiterführende mechanistische Studien zeigten hingegen, dass die Propargylgruppe mit einem Phenylliganden am Goldkomplex zunächst eine durch Gold(III) katalysierte C(sp)-C(sp 2 )-Kupplung einging, der die Aminkupplung nachfolgte (Abbildung 36 b). [218] Die Autoren wendeten diese Reaktionsfolge erfolgreich zum Zwecke einer In-vivo-Bildgebung von Intestin in Mäusen an, fürd ie nach der Behandlung mit Gold-Glycoalbumin noch die ein-bis zweistündige Inkubation eines Propargylfluorophors (Cy7.5) vonnçten war (Abbildung 36 d).…”