Acta Chimica Sinica ›› 2021, Vol. 79 ›› Issue (4): 406-413.DOI: 10.6023/A20110530 Previous Articles     Next Articles



汪欣a,b, 张贤睿a,b, 黄宗煜a,b, 樊新元a,b,*(), 陈鹏a,b,*   

  1. a 北京大学化学与分子工程学院 合成与功能生物分子中心 生物有机与分子工程教育部重点实验室 北京 100871
    b 北京分子科学国家研究中心 北京 100871
  • 投稿日期:2020-11-19 发布日期:2021-01-07
  • 通讯作者: 樊新元, 陈鹏
  • 作者简介:

    汪欣, 2019年博士毕业于北京大学前沿交叉科学研究院, 现为北京大学博雅博士后, 导师陈鹏教授, 主要研究方向为非天然氨基酸、蛋白质化学、生物正交剪切反应的开发与应用.

    张贤睿, 2020年本科毕业于中山大学化学学院, 现为北京大学化学与分子工程学院博士研究生, 导师陈鹏教授, 主要研究方向是非天然氨基酸以及生物正交断键反应在蛋白质化学中的应用.

    黄宗煜, 2019年本科毕业于北京师范大学化学学院, 现为北京大学化学与分子工程学院研究生, 导师陈鹏教授, 主要研究方向是生物正交断键反应、亚细胞蛋白质组学.

    樊新元, 北京大学化学与分子工程学院副研究员. 本科(2007)和硕士(2010)均毕业于兰州大学, 2014年获西班牙加泰罗尼亚化学研究所博士学位(Cum Laude), 毕业后经北京大学博士后训练后入职南京工业大学, 随后于2019年全职入职北京大学至今. 研究工作主要以生物应用为导向、以有机化学为手段, 围绕“蛋白质化学”的主线开展生物正交反应、遥控化学工具等相关的化学生物学研究.

    陈鹏, 北京大学化学与分子工程学院教授、化学生物学系主任. 2002年本科毕业于北京大学化学与分子工程学院, 2007年获得美国芝加哥大学化学博士学位, 并随后在Scripps研究所从事博士后研究. 2009年7月回国, 在北京大学开展化学生物学研究与教学工作. 致力于活细胞上的化学反应开发与生物学应用, 提出并发展了“生物正交剪切反应”, 突破了在活细胞内研究蛋白质的技术瓶颈, 并应用于蛋白质药物开发, 开拓了生物正交反应新方向, 受到国内外同行的广泛关注与应用. 现任生物有机与分子工程教育部重点实验室主任, 中国化学会化学生物学专业委员会主任, 美国化学会ACS Chemical Biology期刊副主编等.

  • 基金资助:
    国家重点研发计划(2016YFA0501500); 国家重点研发计划(2019YFA0904201); 国家自然科学基金(91753000); 国家自然科学基金(21740001); 国家自然科学基金(22077004); 国家自然科学基金(91957101); 国家自然科学基金(21708020)

Recent Progress of Bioorthogonal Chemistry in China

Xin Wanga,b, Xianrui Zhanga,b, Zongyu Huanga,b, Xinyuan Fana,b,*(), Peng R. Chena,b,*   

  1. a Synthetic and Functional Biomolecules Center, Key Laboratory of Bioorganic Chemistry and Molecular Engineering of Ministry of Education, College of Chemistry and Molecular Engineering, Peking University, Beijing 100871, China
    b Beijing National Laboratory for Molecular Sciences, Beijing 100871, China
  • Received:2020-11-19 Published:2021-01-07
  • Contact: Xinyuan Fan, Peng R. Chen
  • About author:
  • Supported by:
    National Key Research and Development Program of China(2016YFA0501500); National Key Research and Development Program of China(2019YFA0904201); National Natural Science Foundation of China(91753000); National Natural Science Foundation of China(21740001); National Natural Science Foundation of China(22077004); National Natural Science Foundation of China(91957101); National Natural Science Foundation of China(21708020)

Bioorthogonal chemistry refers to chemical reactions that can be carried out in biological systems without interfering with natural biochemical processes. During the past two decades since its emergence, the scope of bioorthogonal chemistry has been greatly expanded from ligation to cleavage reactions, with broad applications ranging from live cells to animals for biological studies, medical as well as pharmaceutical research. Chinese chemical biologists have actively participated in this exciting area, and a series of important work has been carried out with notable achievements. In particular, the creation and development of bioorthogonal cleavage reactions and its diverse applications have drawn considerable attentions. In this review, we summarize the representative work on bioorthogonal chemistry that been developed in China in recent five years. These works will be categorized into metal-, photo- and small molecule-mediated bioorthogonal ligation as well as cleavage reactions, respectively. In the end, we will discuss the future development along this exciting avenue and the further innovation of the “remote-control bioorthogonal chemistry”, which may eventually drive the bioorthogonal reactions into living animals or even human being.

Key words: bioorthogonal reaction, bioorthogonal cleavage reaction, bioorthogonal ligation reaction, remote bioorthogonal chemistry, bond-breakage chemistry