Einführung in die Click-Chemie: neue Methode für die Markierung und Modifizierung von Biomolekülen

Die Click-Chemie zeichnet sich durch eine Reaktion zwischen Azid und Alkin aus und liefert ein 1,5-disubstituiertes 1,2,3-Triazol. Dieser Prozess ist auch als CuAAC bekannt – als kupferkatalysierte Alkin-Azid-Cycloaddition.

Click chemistry conjugation generic scheme

Die Click-Chemie basiert auf Kupfer-Katalyse. Der Katalysator wird dabei häufig als Kupfer(II)-Ligand-Komplex zugesetzt.

Unter der großen Vielfalt organischer Reaktionen wird die Click-Chemie aufgrund mehrerer Vorteile in der Konjugationschemie bevorzugt eingesetzt.

Sie ist stark selektiv. Die Reaktion der Click-Chemie läuft nur zwischen den Komponenten Azid und Alkin ab. Sie wird durch die meisten anderen organischen Gruppen, die in zu markierender DNA oder Proteinen vorkommen, wie zum Beispiel Amino- oder Carboxylgruppen, nicht beeinträchtigt.
Es gibt keine Azide und Alkine in nativen Biomolekülen. Diese Gruppen müssen insbesondere in DNA und Proteine extra eingebaut werden. Alkingruppen tragende DNA kann in der Standard-Oligosynthese mit Alkinphosphoramidit hergestellt werden. Mit Azid- und Alkingruppen markierte Proteine können unter Verwendung von aminoreaktivem Azid-NHS-Ester bzw. Alkin-NHS-Ester hergestellt werden.
Click-Chemie läuft in Wasser ab. Reines Wasser und wässrige Puffer (ggf. mit DMSO, DMF, Acetonitril oder Alkohol) können für die Reaktion verwendet werden. Die Reaktion ist biokompatibel und kann in lebenden Zellen ablaufen.
Die Reaktion ist schnell und quantitativ. Click-Chemie ist eine Methode, die die Herstellung nanomolarer Mengen an Konjugaten in verdünnten Lösungen ermöglicht.
Die Reaktion ist unempfindlich gegenüber dem pH-Wert. Im Gegensatz zur Reaktion von NHS-Estern mit Aminen und zu einigen anderen Konjugationsreaktionen ist es nicht erforderlich, den pH-Wert im Reaktionsgemisch zu regulieren. Es sind keine besonderen Pufferkomponenten erforderlich. Click-Chemie-Reaktionen laufen problemlos im pH-Wert-Bereich von 4 bis 11 ab.
Die Durchführung ist einfach. Ein Beispiel ist unser empfohlenes DNA-Markierungsprotokoll.

Die Click-Chemie wurde somit zu einem universellen Werkzeug für die Modifizierung von DNA und Proteinen, für die Herstellung von Konjugaten und für die Fluoreszenzmarkierung. Und genau hier kommt Lumiprobe ins Spiel: Wir bieten Reagenzien und Anleitungen für die einfache und effiziente Synthese verschiedener azid- und alkinmarkierter Biomoleküle sowie reaktionsfähige Fluoreszenzfarbstoffe und andere Reportergruppen. Mit diesen Reagenzien können Sie Konjugate mühelos in Ihrem Labor herstellen.

Hier einige Beispiele:

Fluoreszenzmarkierte Oligonukleotide & zweifach markierte Sonden für die Echtzeit-PCR

Wir bieten Alkin-Phosphoramidite für die einfache Synthese alkinmodifizierter Oligos sowie Fluoreszenzfarbstoff-Azide. Da sie auf der Click-Chemie beruht, bietet diese Technologie signifikante Vorteile gegenüber der Markierung mittels aktivierter Ester oder Fluoreszenzfarbstoff-Amidite.

click chemistry synthesis of dual labeled probes

Fluoreszenzmarkierte und biotinylierte DNA

Verwenden Sie Alkin-Triphosphate für den Einbau von Ethinylresten in DNA mittels Polymerase-Kettenreaktion (PCR), Termination oder Nick-Translation. Anschließend können Sie die DNA in Ihrem Labor mit einem Fluoreszenzfarbstoff oder Biotin markieren, ohne speziell markierte Triphosphate zu benötigen.

click chemistry labeling of DNA

Fluoreszierende Peptide, Proteine und Antikörper

Wir bieten Alkin-NHS-Ester und Azid-NHS-Ester für die Modifizierung Azid- bzw. Akingruppen tragender Proteine und Peptide an. Solche alkin- bzw. azidmodifizierten Proteine können Sie dann für die Konjugation mit DNA, Reportermolekülen oder festen Oberflächen verwenden.

click chemistry labeling of proteins and peptides

Peptid-Oligonukleotid-Konjugate

Wir bieten Azid-NHS-Ester für die Markierung von Peptiden und alkyne amidites für die Synthese ethinylierter Oligos.

click chemistry construction of peptide-dna conjugates

An festen Phasen immobilisierte Biomoleküle

Wir beraten Sie gern zu der Modifizierung fester Oberflächen, bieten Ihnen kundenspezifische feste Phasen und führen Sie somit zum Erfolg!

click chemistry immobilization on solid support

Hilfsreagenzien und Katalysatoren für die Click-Chemie finden Sie in unserem Katalog...

... und ebenso können praktisch beliebige andere Konjugate mittels Click-Chemie hergestellt werden ... Sprechen Sie mit uns, um zu erfahren, wie Ihnen die Click-Chemie weiterhelfen kann!

Einige Übersichtsartikel zur DNA-Modifizierung mittels Click-Chemie:

A.V. Ustinov, I.A. Stepanova, V.V. Dubnyakova, T.S. Zatsepin, E.V. Nozhevnikova, V.A. Korshun. Modification of nucleic acids using [3+2]-dipolar cycloaddition of azides and alkynes. Russ. J. Bioorg. Chem. 36(4), 401–445 (2010). DOI: 10.1134/S1068162010040011

A.H. El-Sagheer, T. Brown. Click chemistry with DNA. Chem. Soc. Rev. 39(4), 1388–1405 (2010). DOI: 10.1039/B901971P

F. Amblard, J.H. Cho, R.F. Schinazi. Cu(I)-catalyzed Huisgen azide-alkyne 1,3-dipolar cycloaddition reaction in nucleoside, nucleotide, and oligonucleotide chemistry. Chem. Rev. 109(9), 4207–4220 (2009). DOI: 10.1021/cr9001462

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