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DBCO-L-天冬氨酸|DBCO-L-Asp|DBCO修饰L-天冬氨酸的核心特性与应用

2026-08-26 [17]
DBCO-L-天冬氨酸(DBCO-L-Aspartic Acid)是一种将 DBCO(二苯并环辛炔) 与 L-天冬氨酸(L-Aspartic Acid) 进行化学偶联后得到的功能化氨基酸衍生物。

从化学结构上看,它结合了 L-天冬氨酸作为天然酸性氨基酸的生物学特性与 DBCO 的“无铜点击化学"特性。这种设计通常用于生物医学研究、多肽合成以及靶向递送系统的构建,特别是在需要温和、高选择性标记或引入负电荷的场景中。

一、基础核心信息

‌母体背景‌:L-天冬氨酸是天然存在的α-氨基酸,分子式C₄H₇NO₄,分子量133.1,CAS号56-84-8,是生物体内蛋白质与核苷酸合成的重要前体物质。

‌修饰后特征‌:在L-天冬氨酸的侧链羧基或氨基位点共价引入DBCO(二苯并环辛炔)官能团,完整保留L-天冬氨酸的手性结构与双羧基活性位点。

‌反应优势‌:无需铜催化剂,室温下即可与叠氮标记分子发生SPAAC无铜点击反应,不会破坏L-天冬氨酸的天然生物活性。

二、关键理化性质

‌外观性状‌:常温下为白色至类白色固体粉末。

‌溶解性能‌:可溶于DMSO、DMF等有机溶剂,在弱碱性水溶液中可部分溶解。

‌储存条件‌:-20℃避光密封冻存,避免与强氧化剂接触,长期储存需避湿。

‌标记效率‌:常规科研级产品DBCO标记效率≥60%,高纯定制级可达90%以上。

三、通用合成路径

将带保护基的L-天冬氨酸溶于无水二氯甲烷中,加入三乙胺调节体系至弱碱性。

将DBCO-NHS酯缓慢滴加到反应体系中,控制DBCO与L-天冬氨酸的摩尔投料比为1.2:1,室温避光搅拌反应4~6小时。

通过硅胶柱层析或制备型HPLC分离,去除未反应的游离小分子与副产物。

选择性脱除L-天冬氨酸的保护基团,经质谱与核磁表征确认产物结构正确,得到合格的DBCO-L-天冬氨酸。


结构示意图

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四、核心特性与应用

1.DBCO 的作用
DBCO 是一种环辛炔衍生物,能够与叠氮化物(Azide)发生高效的 SPAAC(应变促进的叠氮-炔环加成) 反应。这种反应无需铜催化剂,条件温和,对生物大分子和细胞非常友好,避免了铜离子带来的细胞毒性。
2.L-天冬氨酸的作用
L-天冬氨酸(CAS: 56-84-8)是一种酸性氨基酸,其侧链含有一个额外的羧基(-COOH)。这使得它在生理 pH 下带负电荷,参与多种生物过程,如尿素循环、神经递质代谢等。将其与 DBCO 偶联,不仅可以作为研究天冬氨酸在蛋白质中功能的工具分子,还能作为构建复杂分子体系(如多肽、药物偶联物)的关键模块,引入特定的电荷性质或作为进一步偶联的接口。
3.主要应用场景

生物正交标记与成像:用于在活细胞或复杂生物体系中,对含有叠氮基团的分子进行特异性荧光或亲和标记,追踪 L-天冬氨酸在细胞内的分布、代谢途径或其受体的结合情况。

多肽与药物递送系统构建:作为连接子(Linker),将 L-天冬氨酸与纳米颗粒、聚合物载体、荧光染料或其他功能分子共价偶联。例如,构建靶向递送系统,利用天冬氨酸的负电荷特性增强药物在特定组织(如带正电荷的肿瘤细胞表面)中的富集。

化学生物学与探针开发:利用其作为氨基酸的特性,研究 L-天冬氨酸在体内的代谢动力学、与特定蛋白(如天冬氨酸受体)的结合情况,或作为工具分子探索其在神经信号转导、细胞代谢等生理过程中的作用机制。





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