DFT‐basierte Entdeckung von Ethynyl‐Triazolyl‐Phosphinaten als modulare Elektrophile für die chemoselektive Cystein‐Biokonjugation und Profilierung

Wir berichten über eine Dichtefunktionaltheorie (DFT)‐basierte Entdeckung von Ethinyl‐Triazolyl‐Phosphinaten (ETP) als eine neue Klasse elektrophiler Verbindungen für die selektive Biokonjugation von Cystein. Mit Hilfe der CuI‐katalysierten Azid‐Alkin‐Cycloaddition (CuAAC) in wässrigem Puffer konnten wir eine Vielzahl funktioneller elektrophiler Bausteine, darunter auch Proteine, aus Diethynylphosphinat herstellen. Wir verwendeten diese ETP‐Reagenzien, um fluoreszierende Peptid‐Konjugate für die Markierung von Rezeptoren auf lebenden Zellen sowie ein stabiles und biologisch aktives Antikörper‐Wirkstoff‐Konjugat zu erhalten. Darüber hinaus konnten wir ETP‐Elektrophile unter nativen Bedingungen in ein Azid‐haltiges Ubiquitin einbauen und ihr Potenzial für die Protein‐Protein‐Konjugation demonstrieren. Schließlich zeigen wir die exzellente Cystein‐Selektivität dieser neuen Klasse von Elektrophilen in Massenspektrometrie basierten, proteomweiten Reaktivitätsstudien und unterstreichen damit die generelle Anwendbarkeit in homogenen Biokonjugationsstrategien zur Verknüpfung zweier komplexer Biomoleküle. Mit Hilfe von DFT‐Berechnungen wurden Ethinyl‐triazolyl‐phosphinate (ETP) als modulare und Cystein‐selektive Elektrophile für die Biokonjugation entdeckt. Mit Hilfe der CuAAC‐Chemie in wässrigen Puffern kann diese funktionelle Gruppe leicht in Azid‐haltige (Bio‐)Moleküle eingeführt werden. Diese Reagenzien können für ein proteomweites Cystein‐Profiling und zur Herstellung funktionaler Peptid‐ und Proteinkonjugate sowie Protein‐Protein‐Konjugate verwendet werden.