回复对《紫杉醇修饰环糊精介导的光控可逆微管组装》的评论
DOI:10.1002/anie.202000894
期刊:Angewandte Chemie International Edition
出版年份:2020
更新时间:2025-09-23 15:19:57
摘要:
在我们2018年发表于本期刊的先前研究《紫杉醇修饰环糊精介导的光控可逆微管组装》[1a]中,Thorn-Seshold对研究结果提出了评论[1b]。首先,我们感谢他对我们工作的关注与评论。我们研究中微管的聚集行为已从超分子水平上基于大环主体-客体络合的角度得到论证,随后Thorn-Seshold及其同事于2019年研究了基于偶氮苯修饰紫杉醇(PTX)衍生物的光开关小分子类微管稳定剂[2]。在我们的案例中,显微镜结果显示环糊精(CD)与芳基偶氮吡唑(AAP)之间的光异构络合显著影响了微管形态。在游离PTX-CD、PTX-AAP或其顺/反式状态包合物存在时,均未观察到如游离微管般的纤维状组装。因此,CD和AAP的引入确实影响了PTX与微管间的自组装行为。此外,荧光染料染色实验表明,PTX衍生的主体和客体化合物在一定程度上仍保留微管靶向能力,因为微管可被FITC标记抗体和含金刚烷的罗丹明B共标记。因此,微管聚集被推测为图1方案(卡通示意图)中可能的组装模式之一。微管与CD和AAP的结合模式直接源自我们的显微镜图像和细胞共聚焦实验。我们研究中的生物学效应可能共同归因于PTX依赖途径(PTX诱导的微管稳定化)和PTX非依赖途径(络合诱导的多价超分子交联)在纳米尺度的共同作用[3]。在此情况下,当通过化学修饰PTX的2'-OH位点降低微管亲和力时,后者(非依赖性)效应可能与前者(依赖性)效应相当的解释是合理的。此外,作为超分子化学中广泛研究的大环受体,CD能形成多种超分子组装体[4]。为确定精确结合模式,除从结构生物学角度评估原始PTX-微管单分子水平相互作用外,还需考虑PTX-CD与PTX-AAP间诸多其他因素及多重超分子非共价相互作用(如自包合、自排斥、两亲性、广泛氢键及超分子多价性/协同效应)。例如,多个CD与PTX分子间的多价包合复合物可能赋予纳米组装体高稳定性[5]。因此,在我们看来,在获得此类多组分CD-蛋白质组装体在溶液和固态(如单晶)中的超精细结构之前,目前无法唯一确认任何结合模式。此外,偶氮苯/CD是调节蛋白质及其他生物大分子组装/解组装行为最常用的主体-客体对之一[6]。同时,AAP是一种新型偶氮化合物,与传统偶氮苯相比具有显著不同的光物理行为(如增强的光稳定性和光转换效率)。原始AAP对纯微管的生物学效应可能值得进一步关注,但这超出我们先前研究的范围。总体而言,基于NMR、TEM、UV/Vis透射率和共聚焦显微镜实验,我们在先前研究中明确证明:1)微管自组装形态可受CD与AAP间主客体络合的强烈影响;2)络合诱导的微管聚集可在细胞环境中实现。因此,我们的工作为调控生物大分子组装过程提供了替代的超分子化学方法。最后,我们感谢Thorn-Seshold博士的建设性建议,并希望在后续工作中能改进化学模拟并更深入理解生物学机制。
作者:
Ying-Ming Zhang,Qilin Yu,Yu Liu