Kredit:CC0 Public Domain
I arbete publicerat online nyligen i National Science Review, ett team ledd av prof. Hua Lu från College of Chemistry and Molecular Engineering vid Peking University rapporterade ett överraskande fynd. I processen att studera ROP för ProNCA, en typ av reaktion som annars skulle ha utförts i en torr låda, upptäckte teamet ultrasnabb och kontrollerad polymerisation i vattenlösningar.
ProNCA-monomer är lätt hydrolyserbar och lösligheten av produktens PLP i organiska lösningsmedel är mycket låg. På grund av detta dilemma tog ROP för ProNCA vanligtvis upp till en vecka i torra organiska lösningsmedel, vilket gav oligomerer med liten kontroll på molekylvikten och dispersiteten. Den nya metoden löste problemet genom att helt enkelt ersätta det vattenfria organiska lösningsmedlet med ett blandat vatten-acetonitrillösningsmedel, och polymerisationsreaktionen kan slutföras på 30 sekunder för att erhålla en oligoprolin med en polymerisationsgrad (DP) på 20, eller PLP med en DP upp till 200 på 5 minuter.
Eftersom polymerisationshastigheten är extremt snabb och vida överstiger hastigheten för sidoreaktioner såsom monomerhydrolys, är ROP sålunda mycket kontrollerad, vilket manifesteras i high end-grupptrohet, kedjetillväxtkinetiskt mönster, förutsägbar molekylvikt och smal dispersitet, och brett spektrum av initiativtagare. Mekanistiska experiment och beräkningar av densitetsfunktionsteori (DFT) tillsammans tyder på att vatten fungerar som en protonskyttel under polymerisation, vilket hjälper protonöverföringen i det hastighetsbestämmande steget, och därigenom sänker reaktionsenergibarriären med så mycket som 7,1 kcal/mol och accelererar polymerisation dramatiskt.
På grund av de milda reaktionsförhållandena, enkel operation och enkel rening syntetiserade forskarna också asparaginas-PLP-konjugat med asparaginas, ett läkemedel mot cancer, som initiator. Genom samarbete med teamet av professor Song Yuqin från Peking University Cancer Hospital fann forskarna att asparaginas-PLP-konjugatet avsevärt kan förlänga blodcirkulationstiden för asparaginas, förbättra antitumöreffektiviteten in vivo och minska immunogeniciteten jämfört med vild- typ läkemedelsprotein. De två forskarteamen är redo att ytterligare samarbeta för att bedriva mer djupgående preklinisk forskning, och strävar efter att gynna patienter med akut lymfatisk leukemi och NK/T-cellslymfom i framtiden. Dessutom anser professor Lu att PLP i sig också är potentiellt användbar inom livsmedelsindustrin, kosmetika och många andra materialapplikationer.
