In kürzlich online veröffentlichter Arbeit in National Science Review, ein Team unter der Leitung von Prof. Hua Lu vom College of Chemistry and Molecular Engineering der Peking University berichtete über einen überraschenden Befund. Bei der Untersuchung der ROP von ProNCA, einer Art von Reaktion, die sonst in einer Trockenbox durchgeführt worden wäre, entdeckte das Team eine ultraschnelle und kontrollierte Polymerisation in wässrigen Lösungen.
ProNCA-Monomer ist leicht hydrolysierbar und die Löslichkeit des Produkts PLP in organischen Lösungsmitteln ist sehr gering. Aufgrund dieses Dilemmas dauerte die ROP von ProNCA typischerweise bis zu einer Woche in trockenen organischen Lösungsmitteln, was Oligomere mit wenig Kontrolle über das Molekulargewicht und die Dispersität ergab. Das neue Verfahren löste das Problem durch einfaches Ersetzen des wasserfreien organischen Lösungsmittels durch ein gemischtes Wasser-Acetonitril-Lösungsmittel, und die Polymerisationsreaktion kann in 30 Sekunden abgeschlossen werden, um ein Oligoprolin mit einem Polymerisationsgrad (DP) von 20 oder PLP mit a zu erhalten DP bis zu 200 in 5 Minuten.
Da die Polymerisationsgeschwindigkeit extrem schnell ist und die Geschwindigkeit von Nebenreaktionen, wie der Monomerhydrolyse, bei weitem übersteigt, wird die ROP somit stark kontrolliert, was sich in einer hohen Endgruppentreue, einem kinetischen Muster des Kettenwachstums, einem vorhersagbaren Molekulargewicht und einer engen Dispersität manifestiert Breites Spektrum an Initiatoren. Mechanistische Experimente und Berechnungen der Dichtefunktionaltheorie (DFT) deuten zusammen darauf hin, dass Wasser während der Polymerisation als Protonenshuttle fungiert, den Protonentransfer im geschwindigkeitsbestimmenden Schritt unterstützt, wodurch die Reaktionsenergiebarriere um bis zu 7,1 kcal/mol gesenkt und die Reaktionsgeschwindigkeit beschleunigt wird Polymerisation dramatisch.
Aufgrund der milden Reaktionsbedingungen, des einfachen Verfahrens und der einfachen Reinigung synthetisierten die Forscher auch Asparaginase-PLP-Konjugate unter Verwendung von Asparaginase, einem Antikrebsmedikament, als Initiator. In Zusammenarbeit mit dem Team von Professor Song Yuqin vom Peking University Cancer Hospital fanden die Forscher heraus, dass das Asparaginase-PLP-Konjugat die Blutzirkulationszeit von Asparaginase signifikant verlängern, die Antitumorwirksamkeit in vivo verbessern und die Immunogenität im Vergleich zum Wildtier verringern kann. Typ Drogenprotein. Die beiden Forschungsteams sind bereit, weiter zusammenzuarbeiten, um vertiefte präklinische Forschungen durchzuführen, und streben danach, Patienten mit akuter lymphoblastischer Leukämie und NK/T-Zell-Lymphom in der Zukunft zu helfen. Darüber hinaus glaubt Prof. Lu, dass PLP selbst auch in der Lebensmittelindustrie, Kosmetik und vielen anderen Materialanwendungen nützlich sein kann.
Das Live-ROP von ProNCA. Die Monomere wurden in einem gemischten Lösungsmittel aus Wasser und Acetonitril gelöst, und als die Forscher die Initiatorlösung hinzufügten, begann die Polymerisationsreaktion schnell und setzte eine große Menge Kohlendioxid frei, und die Reaktion war innerhalb einer Minute abgeschlossen. Bildnachweis: Science China Press
Yali Hu et al, Wasserunterstützte und Protein-initiierte schnelle und kontrollierte Ringöffnungspolymerisation von Prolin-N-Carboxyanhydrid, National Science Review (2022). DOI: 10.1093/nsr/nwac033