开发可通过1,6-消除反应高效释放过硫化氢的、由偶氮还原酶激活的前体

《ACS Chemical Biology》：Development of Azoreductase-Activated Precursors for Efficient Hydropersulfide Release via 1,6-Elimination

设计并优化了阿佐酶响应型水合硫酸盐供体，通过1,6-消除机制实现程序性释放。研究发现苯基连接的硫代碳酸酯供体稳定性差，而硫代碳酸酯前体经多步反应形成硫代碳酸酯基团，在阿佐酶作用下通过1,6-消除、脱羧和内循环化级联反应选择性释放水合硫酸盐。该体系具有高酶促周转率和中性水溶液稳定性，为氧化应激治疗提供了新工具。

　　

过硫化物（RSSH）因其强大的氧化还原调节和细胞保护作用而受到越来越多的关注，但由于其化学不稳定性的存在，其治疗潜力尚未得到充分探索。在此，我们报道了一种基于偶氮还原酶（AzoR）响应性的RSSH供体的设计与优化，以实现程序性释放。我们研究了通过AzoR介导的还原反应生成苯氨基中间体的偶氮连接前体，这些中间体旨在通过自发的1,6-消除反应触发RSSH的释放。我们合成了一系列前体以评估影响消除效率的结构-活性关系。将脂肪族或芳香族RSSH基团直接连接到偶氮苯核的苄基位置（偶氮二硫化物，AzDS-1, AzDS-2, AzDS-3）得到的中间体在生理条件下无法实现RSSH的释放。即使是在偶氮苯核上引入甲基氧基这样的富电子取代基也不足以驱动消除反应。为了提高离去基团的活性，我们合成了一种偶氮过硫碳酸酯供体（AzPTC），它虽然能够通过AzoR触发RSSH的释放，但也会发生不必要的非酶促水解反应。最终，通过引入一种水解稳定的过硫碳酸酯基团，我们得到了前体AzPTB，该前体在AzoR激活后能够通过1,6-消除、脱羧和分子内环化级联反应选择性释放RSSH。AzPTB在中性水溶液中表现出高的酶转化率和优异的稳定性。这些结果提供了控制RSSH通过1,6-消除反应释放的关键结构参数，并确立了AzPTB作为一个用于位点选择性递送的可靠平台。这项工作扩展了用于研究RSSH信号传导的化学生物学工具箱，为基于氧化还原的治疗开发提供了支持。