生物正交反应如点击化学在生物体系的标记和功能调控方面具有重要应用，开发生物正交反应是化学生物学研究中的重要任务和挑战之一。1由于生物体系的复杂性，在数以万计的化学反应中，能够在生物相容的条件下发生、并用于复杂生物体系研究中的生物正交反应寥寥无几。2
用光照来诱导生物正交反应，有望发展出受光照控制的分子工具，对生物体系中的动态分子事件进行时空分辨的解析和调控。但由于有机光反应一般经由非常活泼的中间体，易受到生物体系内广泛存在的水及其它亲核物种的进攻，因此将有机光反应改造成为生物正交反应一直是一大挑战。目前仅有一例在紫外光诱导下四氮唑与烯烃间经由1,3-偶极子这类活泼中间体发生的环合反应被认为是反应效率和生物相容性均较高的光反应3，但反应的活性中间体1,3-偶极子在存在羧基等官能团时所发生的副反应使其在活细胞研究中的应用受到了局限4。
近期南京大学化学化工学院化学生物学学科张艳课题组发现了一类仅用可见光照即可迅速引发的生物正交反应。该反应的底物9,10-菲醌衍生物(PQ)在可见光的照射下可与富电子的烯烃如烯醚(VE)迅速发生成键反应，生成荧光发色性质的【4+2】环加成产物。该反应可用从淘宝网上即可方便购买的LED手电筒作为光源激发，在水及多种具有亲核性的官能团存在时都不受干扰，而且可与目前已广泛应用的叠氮与炔键间的铜催化或张力促进的点击反应互相正交。作者在文章中展示了在蛋白水平同时用该可见光诱导的生物正交反应与张力促进的点击反应实现的对两种蛋白的正交标记，同时也证实了该反应在活细胞表面也可顺利发生。这一工作发表在JACS(DOI:10.1021/jacs.8b08175)。目前张艳课题组正在努力将该反应用于细胞内多种生物活性分子的时空分辨调控。
该研究得到了国家自然科学基金委“生物大分子动态修饰与化学干预”重大研究计划培育项目（91753116）、面上项目、科技部及南京大学的支持。华东理工大学的杨弋教授及北京大学的陈鹏、陈兴教授在研究开展中给予了非常宝贵的建议。
参考文献：
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