科大開發新型生物相容性化學反應 助力研製新一代抗癌前藥
近年來,抗癌前藥憑藉提升治療精準度及降低副作用的潛力,備受醫學界及科研界關注。此類藥物經特殊設計,能在體內特定部位或生理條件下被激活後,才會釋放藥效,從而減少傳統化療藥物在攻擊癌細胞時對健康組織造成的損害,有助克服化療常見的「錯殺良民」問題。然而,要在複雜的生物環境中實現藥物的精準激活並不容易,現有相關化學技術仍面對不少挑戰和局限。
由香港科技大學(科大)化學系助理教授黃敬皓教授率領的研究團隊,成功開發出一種可在生物環境下進行的新型金催化化學反應。研究團隊發現一種名為乙炔基聯苯丁酰胺(EBB)的獨特化學結構,具備應用於廣泛生物領域的潛力,包括用於開發抗癌前藥。這項成果亦為近年備受關注的生物正交化學研究增添新工具。
生物正交化學旨在讓化學反應在生物系統中進行,同時不干擾正常生物過程。雖然全球科學家已開發出大量金屬催化反應,但能夠在生物條件下順利進行的反應仍然不多。近年來,生物正交化學已成為推動化學生物學、生物醫學和生物技術等相關學科的發展與技術創新的重要工具。因此,開發更多種類的生物正交反應,對促進相關領域的持續創新至關重要。
在眾多生物正交反應中,能夠裂解酰胺鍵的反應尤其備受關注。酰胺鍵是自然界中最常見且最穩定的化學鍵之一。儘管其應用價值巨大,現有的生物正交酰胺鍵裂解技術仍面對反應速度慢、適用範圍有限等挑戰。
為突破這些限制,黃教授的團隊發現,在生物相關條件下,EBB基團於接觸金催化劑時能快速裂解酰胺鍵。值得注意的是,EBB反應速度遠較目前文獻報告的同類反應快。研究團隊利用EBB開發出一款抗癌前藥,能在實驗室條件下於侵襲性乳癌細胞中選擇性激活,展現其應用於精準癌症治療的潛力。相關研究成果近日已於國際權威學術期刊《Journal of the American Chemical Society》發表, 名為《Bioorthogonal Gold-Catalyzed Hydrothiolation Leading to Amide Bond Cleavage of Ethynylated Biarylbutanamide Precursors》。
談及這項成果,黃教授表示:「探索和操控生物系統是化學生物學和生物技術等學科的核心目標。目前研究人員所做的工作只是冰山一角,仍有許多未知的領域有待發掘。我相信化學將在這些發展中發揮關鍵作用。因此,我們不僅積極開發更多生物正交反應,同時致力將它們廣泛應用於各類生物領域。」