Bioortogonálisan modulált fotoreszponzív rendszerek alkalmazása a kémiai biológiában = Bioorthogonally modulated photoresponsive systems for chemical biology applications

Kele, Péter (2026) Bioortogonálisan modulált fotoreszponzív rendszerek alkalmazása a kémiai biológiában = Bioorthogonally modulated photoresponsive systems for chemical biology applications. MAGYAR KÉMIAI FOLYÓIRAT, 132 (1). pp. 33-40. ISSN 1418-9933 (nyomtatott); 1418-8600 (online)

Preview

Text 91769-1-10-20260602.pdf - Published Version Available under License Creative Commons Attribution. Download (1MB) | Preview

Abstract

A közlemény az MTA–HUN-REN TTK Lendület Kémiai Biológia Kutatócsoport 2010–2025 közötti kutatásait foglalja össze, amelyek a szerző MTA doktora címért benyújtott dolgozatának alapját képezték. A munka fókuszában a bioortogonális kémia és a fotoreszponzív rendszerek összekapcsolása áll, célja pedig olyan kémiai biológiai eszközök fejlesztése, amelyek élő rendszerekben teszik lehetővé biomolekulák szelektív, térben és időben kontrollált módosítását. A kutatások egyik fő eredménye a bioortogonálisan aktiválható fluorogén jelzővegyületek fejlesztése volt, különös tekintettel a tetrazin-alapú kioltási mechanizmusokra. A bemutatott stratégiák – többek között elektronikusan vezérelt, kettős és FRET-alapú fluorogenicitás – lehetővé tették alacsony háttérjelű, vörös tartományban gerjeszthető festékek alkalmazását élő sejtes és szuperfelbontású mikroszkópiában. A munka másik hangsúlyos területe a bioortogonálisan aktiválható fotolabilis védőcsoportok fejlesztése volt. Ezekben a rendszerekben a fényre történő hatóanyag-felszabadítás csak egy megelőző bioortogonális reakció után válik lehetővé, megteremtve a kémiai és optikai kettős kontroll lehetőségét. A bemutatott eredmények új távlatokat nyitnak a precízen szabályozott képalkotási és terápiás alkalmazások területén. | Over the past two decades, chemical biology has emerged as an interdisciplinary field situated at the interface of chemistry and life sciences.1 In contrast to biochemistry, which focuses on the chemistry and regulation of biomolecules, this relatively young discipline employs chemical tools to investigate biological sys-tems. Studying the molecules that constitute living systems di-rectly in their native cellular environment presents a considerable challenge, underscoring the importance of chemical biology, as its toolkit enables the selective, even site-specific modification of chosen biomolecules. In this context, highly selective and efficient biocompatible reactions between chemically and biologically in-ert, non-perturbing non-native functional groups better known as bioorthogonal reactions are of central importance, as they allow the selective, site-specific modification of biomolecules within living organisms. The visualization of biomolecules in their na-tive context, as well as the imaging-assisted elucidation of com-plex biological processes, represents a major focus in chemical biology.5,6 Achieving this requires highly selective, often site-spe-cific labeling strategies. Such challenges are effectively addressed by bioorthogonal chemistry, particularly when combined with modern synthetic biology approaches. Today, combination of bi-oorthogonal reaction pairs enables the selective incorporation of multiple labels into defined molecular targets, facilitating multi-color and/or multimodal imaging. In parallel, the development of probes tailored to the stringent requirements of super-resolution microscopy has significantly expanded the range of biological questions that can be addressed. These next-generation probes support highly sensitive, low-background (i.e., offering dimin-ished auto- and background fluorescence), single- and multipho-ton imaging of biomolecules and dynamic events in living sys-tems at spatial resolutions approaching the size of the molecular targets themselves.

Actions (login required)

Edit Item