Cellular Consequences of Copper Complexes Used To Catalyze Bioorthogonal Click Reactions

生物正交化学 化学 铜 点击化学 组氨酸 配体(生物化学) 环加成 毒性 催化作用 新陈代谢 铜毒性 组合化学 氧化还原 生物化学 生物物理学 有机化学 酶 受体 生物
作者
David C. Kennedy,Craig S. McKay,Marc C.B. Legault,Dana Vera Foss,Jessie A. Blake,Adrian F. Pegoraro,Albert Stolow,Zoltán Mester,John Paul Pezacki
出处
期刊:Journal of the American Chemical Society [American Chemical Society]
卷期号:133 (44): 17993-18001 被引量:440
标识
DOI:10.1021/ja2083027
摘要

Copper toxicity is a critical issue in the development of copper-based catalysts for copper(I)-catalyzed azide-alkyne cycloaddition (CuAAC) reactions for applications in living systems. The effects and related toxicity of copper on mammalian cells are dependent on the ligand environment. Copper complexes can be highly toxic, can induce changes in cellular metabolism, and can be rapidly taken up by cells, all of which can affect their ability to function as catalysts for CuAAC in living systems. Herein, we have evaluated the effects of a number of copper complexes that are typically used to catalyze CuAAC reactions on four human cell lines by measuring mitochondrial activity based on the metabolism of 3-(4,5-dimethylthiazol-2-yl)-2,5-diphenyltetrazolium bromide (MTT) to study toxicity, inductively coupled plasma mass spectrometry to study cellular uptake, and coherent anti-Stokes Raman scattering (CARS) microscopy to study effects on lipid metabolism. We find that ligand environment around copper influences all three parameters. Interestingly, for the Cu(II)-bis-L-histidine complex (Cu(his)(2)), cellular uptake and metabolic changes are observed with no toxicity after 72 h at micromolar concentrations. Furthermore, we show that under conditions where other copper complexes kill human hepatoma cells, Cu(I)-L-histidine is an effective catalyst for CuAAC labeling of live cells following metabolic incorporation of an alkyne-labeled sugar (Ac(4)ManNAl) into glycosylated proteins expressed on the cell surface. This result suggests that Cu(his)(2) or derivatives thereof have potential for in vivo applications where toxicity as well as catalytic activity are critical factors for successful bioconjugation reactions.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
杨凯悦完成签到 ,获得积分10
1秒前
风听完成签到 ,获得积分10
2秒前
li完成签到 ,获得积分10
3秒前
踏实的凝冬完成签到 ,获得积分10
3秒前
xiong xiong完成签到,获得积分10
4秒前
ZHANG完成签到 ,获得积分10
6秒前
风中孤晴完成签到 ,获得积分10
9秒前
susu完成签到,获得积分10
11秒前
夕阳下仰望完成签到 ,获得积分10
11秒前
橘子糖大人完成签到 ,获得积分10
16秒前
等待的幼晴完成签到,获得积分10
20秒前
lll发布了新的文献求助10
22秒前
Cold-Drink-Shop完成签到,获得积分10
23秒前
airtermis完成签到 ,获得积分10
26秒前
王达达完成签到 ,获得积分10
30秒前
molihuakai的应助被科研通管家采纳,获得10
31秒前
xxxxx完成签到,获得积分10
31秒前
35秒前
nkr完成签到,获得积分10
38秒前
分手吧亚索完成签到 ,获得积分10
39秒前
Ma完成签到 ,获得积分10
40秒前
笑然发布了新的文献求助10
41秒前
Dream完成签到,获得积分0
42秒前
小张完成签到,获得积分10
44秒前
planto完成签到,获得积分10
45秒前
Leslie完成签到 ,获得积分10
45秒前
魔幻幻桃完成签到 ,获得积分10
46秒前
怡然铭完成签到 ,获得积分10
50秒前
kingfly2010完成签到,获得积分10
50秒前
一勺糖果完成签到 ,获得积分10
51秒前
香芋完成签到 ,获得积分10
52秒前
maolihui完成签到,获得积分10
52秒前
小莫完成签到 ,获得积分10
54秒前
YJ发布了新的文献求助10
1分钟前
Richard完成签到 ,获得积分10
1分钟前
凡华完成签到 ,获得积分10
1分钟前
砂糖橘完成签到 ,获得积分10
1分钟前
YJ完成签到,获得积分0
1分钟前
今后的应助被lilylian采纳,获得30
1分钟前
排骨大王完成签到 ,获得积分10
1分钟前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
拉伸高分子熔体中缠结行为的模拟和小角中子散射研究 1500
奈特基础组织学:配套组织病理学(第4版)(Netter's Essential Histology With Correlated Histopathology)求助 1000
Encyclopedia of Modern Artificial Intelligence 1000
John McDowells Bildungstheorie 800
Analyses de reconnaissances de dettes passées devant les échevins d'Ypres (1249-1291) 600
Synthesis, Application and Future Perspectives of Smart Nano-materials - Part 1 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 计算机科学 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 物理 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 人工智能 细胞生物学 无机化学 物理化学 数学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 8152022
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9548857
关于积分的说明 21687650
捐赠科研通 7740154
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3425126
关于科研通互助平台的介绍 2550241
邀请新用户注册赠送积分活动 2468531