Реакции Дильса—Альдера с обратным электронным требованием в химической биологии

Развивающаяся реакция Дильса—Альдера с обратным электронным требованием (IEDDA) выделяется среди других биоортогональных реакций благодаря непревзойдённой кинетике, высокой ортогональности и биосовместимости. После недавнего открытия новых диенофилов и оптимальных партнёров тетразинов для сочетания внимание было обращено на применение подходов IEDDA в фундаментальной биологии, визуализации и терапии. В настоящем обзоре рассматривается эта биоортогональная реакция и её перспективные применения в исследованиях живых клеток и животных. Сначала обсуждаются ключевые факторы, обусловливающие высокую скорость кинетики IEDDA, а также описываются последние достижения в синтезе партнёров для сочетания — тетразинов и диенофилов. Оба партнёра были встроены в белки для отслеживания и визуализации с использованием флуорогенных тетразинов, которые после реакции начинают интенсивно флуоресцировать. Представлены отдельные примечательные примеры таких применений. Исключительно высокая скорость этой бескатализаторной реакции даже при низких концентрациях партнёров для сочетания делает её пригодной для радиомечения in vivo с использованием методов предварительного нацеливания, которые также обсуждаются. Наконец, реакции IEDDA недавно нашли применение в биоортогональном декейджинге для активации белков или лекарственных средств в стратегиях приобретения функции. В заключение рассматриваются применения реакции IEDDA для создания биоматериалов, используемых, среди прочего, для доставки лекарственных средств и мультимодальной визуализации. Применение и практическая ценность реакции IEDDA имеют междисциплинарный характер и обещают революционизировать химическую биологию, радиохимию и материаловедение.