近日，我校理学院在共识权威期刊Angewandte Chemie International Edition上发表了题为 “Novel Light-Promoted Bioorthogonal Reaction via Molecular Recombination for the Synthesis of Polysubstituted Pyrrole and its Application in Vitro and in Vivo Studies” 的最新研究成果。2023级硕士生倪傲挺、博士生张晨璐和博士后张男侠为本文的共同第一作者，冯捷副教授、陈亚东教授和陆涛教授为本文的共同通讯作者。
生物正交反应因其高度选择性、安全高效且不干扰生命体系等特点，近年来在有机化学、药物研发及化学生物学等领域受到广泛关注，并已成为推动生物标记与精准治疗研究的重要工具。尽管已有多种新型的生物正交反应被相继报道，但当前大多数方法仍主要基于四嗪类底物或不饱和烃类底物，难以兼顾官能团引入的多样性、水溶性底物的适应性以及反应体系的广谱性，亟需发展新的反应体系以满足更复杂的生物环境应用需求。
LBMR反应的设计思路和简介
针对上述挑战，研究团队创新性地开发了一种全新的光促进生物正交反应（Light-Promoted Bioorthogonal Reaction via Molecular Recombination, 简称 LBMR）。该反应中异噁唑-3-甲酸酯类底物和异噁唑-3-甲酸或其盐类为底物，在类生物兼容体系中可高效生成多取代吡咯衍生物。该反应过程涉及光诱导的分子重排和重组，具有反应条件温和、动力学快速、对活性小分子无干扰等优点，展现出良好的底物兼容性与生物体系适应性。
更为重要的是，LBMR反应产物2-氨基吡咯具有天然荧光激发特性，使该反应无需额外引入荧光基团，即可直接用于细胞成像。该方法已成功应用于A549、HUH-7、NUGC3等多种肿瘤细胞的原位荧光标记，为细胞追踪与生物成像研究提供了简便高效的新手段。
此外，该反应体系亦在斑马鱼胚胎体内实现了高效的原位荧光标记，进一步验证了其在体内应用中的潜力，展现出作为化学生物学工具的广阔前景。
总之，LBMR反应利用光促进的分子重组策略，实现了四取代吡咯类衍生物的快速构建，具备广泛的底物适应性、良好的生物相容性以及体外和体内成像能力，为现有生物正交化学反应体系提供了有力补充。
该研究工作得到了国家自然科学基金、中国药科大学“双一流”建设项目等经费的资助。
（供稿单位：理学院，撰写人：袁嘉辰，审稿人：刘帆）