Uncovering the Key Role of Distortion in Bioorthogonal Tetrazine Tools That Defy the Reactivity/Stability Trade-Off

四嗪 生物正交化学 化学 反应性(心理学) 取代基 环加成 组合化学 分子内力 计算化学
作者
Dennis Svatunek,Martin Wilkovitsch,Lea Hartmann,K. N. Houk,Hannes Mikula
出处
期刊:Journal of the American Chemical Society [American Chemical Society]
卷期号:144 (18): 8171-8177 被引量:25
标识
DOI:10.1021/jacs.2c01056
摘要

The tetrazine/trans-cyclooctene ligation stands out from the bioorthogonal toolbox due to its exceptional reaction kinetics, enabling multiple molecular technologies in vitro and in living systems. Highly reactive 2-pyridyl-substituted tetrazines have become state of the art for time-critical processes and selective reactions at very low concentrations. It is widely accepted that the enhanced reactivity of these chemical tools is attributed to the electron-withdrawing effect of the heteroaryl substituent. In contrast, we show that the observed reaction rates are way too high to be explained on this basis. Computational investigation of this phenomenon revealed that distortion of the tetrazine caused by intramolecular repulsive N-N interaction plays a key role in accelerating the cycloaddition step. We show that the limited stability of tetrazines in biological media strongly correlates with the electron-withdrawing effect of the substituent, while intramolecular repulsion increases the reactivity without reducing the stability. These fundamental insights reveal thus far overlooked mechanistic aspects that govern the reactivity/stability trade-off for tetrazines in physiologically relevant environments, thereby providing a new strategy that may facilitate the rational design of these bioorthogonal tools.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

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
传奇3应助马户的崛起采纳,获得10
1秒前
1秒前
武雨寒发布了新的文献求助10
2秒前
3秒前
monly发布了新的文献求助10
3秒前
3秒前
3秒前
111发布了新的文献求助10
4秒前
5秒前
空帆船发布了新的文献求助10
5秒前
6秒前
无敌蛋娃完成签到,获得积分10
6秒前
快乐书桃发布了新的文献求助10
7秒前
VVV发布了新的文献求助10
7秒前
Apple给Apple的求助进行了留言
7秒前
Docter发布了新的文献求助10
7秒前
10秒前
大白鲨完成签到,获得积分10
10秒前
11完成签到,获得积分10
11秒前
11秒前
MLi发布了新的文献求助10
12秒前
xiaolu发布了新的文献求助10
12秒前
123发布了新的文献求助10
13秒前
Docter完成签到,获得积分10
14秒前
焦杨波发布了新的文献求助10
14秒前
Tong应助青年才俊采纳,获得10
14秒前
健忘沛文完成签到,获得积分20
15秒前
16秒前
16秒前
VVV完成签到,获得积分10
16秒前
顾矜应助Tomato采纳,获得10
17秒前
尔东发布了新的文献求助10
18秒前
18秒前
猫不笑发布了新的文献求助10
18秒前
星辰大海应助liuliu采纳,获得10
19秒前
月棺轻城完成签到,获得积分10
19秒前
大个应助195136采纳,获得10
20秒前
zz发布了新的文献求助10
21秒前
21秒前
pain豆先生完成签到 ,获得积分10
22秒前
高分求助中
좌파는 어떻게 좌파가 됐나:한국 급진노동운동의 형성과 궤적 2500
Sustainability in Tides Chemistry 1500
TM 5-855-1(Fundamentals of protective design for conventional weapons) 1000
Cognitive linguistics critical concepts in linguistics 800
Threaded Harmony: A Sustainable Approach to Fashion 799
Livre et militantisme : La Cité éditeur 1958-1967 500
氟盐冷却高温堆非能动余热排出性能及安全分析研究 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 基因 遗传学 催化作用 物理化学 免疫学 量子力学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3051899
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2709225
关于积分的说明 7416342
捐赠科研通 2353554
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1245569
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 605799
版权声明 595870