分享一篇Angewandte上的文章“Controlled In-Cell Generation of Active Palladium(0) Species for Bioorthogonal Decaging”，本文的通讯作者是来自剑桥大学Yusuf Hamied化学系的Gonçalo J. L. Bernardes教授。该课题组的研究方向为活细胞中特定蛋白质的生物正交标记和蛋白质的位点选择性偶联。
大多数生物正交应用都集中在连接反应上，但是，断键反应是靶向有效载荷递送、前药活化和蛋白质功能恢复等领域中重要的生物正交化学反应。由于过渡金属的生物正交性，使得其在生物相容性的断键反应受到了越来越多的关注，而钯是研究得最多的体系。然而，由于Pd 的细胞摄取、溶解度或不稳定性差及其对主要细胞功能的干扰，细胞内 Pd 介导的裂解反应的实现的效果往往不好。即使目前也有成功报道了Pd 催化剂 Pd(dba)2和 [Pd(allyl)Cl]2或设计的膦配体的 Pd 配合物已成功用于促进活细胞内的键断裂反应。为了进一步扩展Pd 介导的裂解反应在细胞中的作用，作者通过在活细胞中用抗坏血酸钠还原水溶性 Pd(II) 盐形成的催化活性 Pd(0)，从而可以有效恢复含有烯丙基醚和烯丙基醚来进行掩蔽基团的小分子的生物活性。
首先，为了寻找最佳反应条件，作者在水性条件下对模型2-（烯丙氧基）萘2进行脱烯丙基化筛选了各种类型的Pd催化剂，其中Na2PdCl4 与 TPPTS配体和吗啉的组合的结果最合适。在进一步优化了条件之后，作者对含有烯丙基醚甚至烯丙基酯等小分子进行脱烯丙基化，最终证实了该方法底物的广泛性。
然而，作者发现，Pd(0)/TPPTS 复合物在这些断键反应中虽然效果良好，但是并不能穿过细胞膜，因此无法用于细胞内反应。早期的工作表明，活性 Pd(0) 催化剂可以通过抗坏血酸钠，以不同尺寸、形状和催化活性的纳米颗粒形式通过 Pd(II)→Pd(0)还原获得。因此，作者使用抗坏血酸钠介导的Pd(II)→Pd(0)还原产生的Pd(0)代替Pd(0)/TPPTS 复合物在生物相容性下裂解烯丙基醚，最终证明前者也能够达到后者相近的效率。
最后，作者将已开发的使用抗坏血酸钠介导的Pd(II)→Pd(0)还原产生的Pd(0)介导断键策略应用于活细胞中生物活性小分子的释放。作者发现，与前药和Pd(II)预孵育，然后与抗坏血酸钠孵育恢复了两种前药的细胞杀伤活性，而不加入抗坏血酸钠组则没有细胞杀伤活性。这表明使用这种 Pd 介导的生物正交断键策略可以实现时空控制前药的释放。同时，作者也用烯丙基醚代替双-N,N'-烯丙氧基羰基-罗丹明的恢复实验，用荧光显微镜成像实验证实了活性 Pd(0)物种在细胞中的生成。
总的来说，本文报道了一种生成活性钯物种的方法用于触发活细胞内的断键反应。该方法不仅扩展了生物正交断键反应的工具箱，而且还提供了一种额外的策略来控制参与 Pd 介导的生物正交反应的反应性。
本文作者：LSC
责任编辑：LYP
原文链接：
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/epdf/10.1002/anie.202113519
原文引用：10.1002/anie.202113519
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