生物共轭（偶联） Bioconjugation

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概要

生物共轭（Bioconjugation）指的是两种生物相关分子通过共价键连接的手法。大多数场合都发生在靶向蛋白质上。该研究是在化学反应开发领域中最前沿的研究课题之一。

特别是通过与人工合成的分子进行共轭，可以用来追踪・控制・解析生物体机能，被认为是化学生物学领域的一种非常重要有效的方法论。

该方法学的应用对象大致分为两类：靶向非天然型官能团与靶向生物体内在（native）官能团。后者虽然应用范围压倒性的广，但是从官能团选择性・反应控制性等观点来说，开发难度也非常高。除此以外还需要在生物体条件适用性（中性pH,室温,水系反应etc），无公害试剂，废弃物等严苛的条件限制，所以目前已经开发出来的反应中来看，还有很大的发展空间。

从应用面上来看，该技术是抗体偶联药物（Antibody-drug conjugate）这种被称为下一代药品的不可或缺的技术。

基本文献

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反应实例

①以非天然型官能团为靶点的反应

由于在生物体内多重C-C键并不多，并且考虑到极性官能团的兼容性、Click反応（Huisgen环化）、Staudinger-Bertozzi Ligation、Suzuki Cross-Coupling・Sonogashira Cross-Coupling等Pd催化的偶联反应与Diels-Alder反应、Olefin-Metathesis等反应被经常使用。除此以外，酮酸与酰基三氟硼酸盐的反应最近也被开发。因为有必要预先导入作为反应的立足点的官能团、因此直接应用于活细胞/动物是很困难的。

②以Native官能团为靶点的反应

比较典型的反应例子有：多肽上赖氨酸的酰化反应，半胱氨酸侧基的Michea加成・烷基化、酪氨酸侧基上的芳香族亲电取代反应。N末端是半胱酰胺的场合Native Chemical Ligation也是一个选择。可以通过侧链氧化可以暴露出氧化后的酮或醛基团、还能对这些基团进行肟化·hydrazonation。应用范围虽然比①广，然而，如何实现高度的选择性是一大难题。