Synergic “Click” Boronate/Thiosemicarbazone System for Fast and Irreversible Bioorthogonal Conjugation in Live Cells
Notice bibliographique
Résumé
Fast, high-yielding, and selective bioorthogonal “click” reactions employing nontoxic reagents are in high demand for their great utility in the conjugation of biomolecules in live cells. Although a number of click reactions were developed for this purpose, many are associated with drawbacks and limitations that justify the development of alternative systems for both single- or dual-labeling applications. Recent reports have highlighted the potential of boronic ester formation as a bioorthogonal click reaction between abiotic boronic acids and diols. Boronic ester formation is a fast dehydrative process; however it is intrinsically reversible in aqueous medium. We designed and optimized a synergic system based on two bifunctional reagents, a thiosemicarbazide-functionalized nopoldiol and an ortho -acetyl arylboronic acid. Both reagents were shown to be chemically stable and nontoxic to HEK293T cells at concentrations as high as 50 μM. The resulting boronate/thiosemicarbazone adduct is a medium-sized ring that forms rapidly and irreversibly without any catalyst at low μM concentrations, in neutral buffer, with a rate constant of 9 M –1 s –1 as measured by NMR spectroscopy. Control experiments in the presence of competing boronic acids showed no crossover side-products and confirmed the stability and lack of reversibility of the boronate/thiosemicarbazone conjugates. Formation of the conjugates is not affected by the presence of biological diols such as fructose, glucose, and catechol, and the thiosemicarbazide-functionalized nopoldiol is inert to aldehyde electrophiles of the sort found on protein-bound glyoxylyl units. The suitability of this system in the cell-surface labeling of live cells was demonstrated using a SNAP-tag approach to install the boronic acid reagent onto the extracellular domain of the Beta-2 adrenergic receptor in HEK293T cells, followed by incubation with the optimal thiosemicarbazide-functionalized nopoldiol reagent labeled with fluorescein dye. Successful visualization by fluorescence microscopy was possible with a reagent concentration as low as 10 μM, thus confirming the potential of this system in biological applications.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,001 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».