DBCO-PEG-左旋肉堿（DBCO-PEG-L-Carnitine）是一種將二苯并環辛炔（DBCO）基團通過聚乙二醇（PEG）連接臂共價修飾到左旋肉堿（L-Carnitine）分子上的功能化小分子衍生物。

一、結構與反應特性

核心基團：DBCO 是一種無需銅催化劑的環辛炔，能在溫和條件下與疊氮化物（Azide）發生高效的應變促進炔-疊氮環加成反應（SPAAC）。

PEG 間隔臂：PEG 鏈段在 DBCO 和左旋肉堿之間提供了良好的空間距離和柔韌性，不僅減少了空間位阻，還顯著改善了左旋肉堿衍生物在水相環境中的溶解性和穩定性。

左旋肉堿部分：左旋肉堿（CAS號：541-15-1）是一種在人體內可合成的類氨基酸小分子。它在能量代謝中扮演著關鍵的“搬運工"角色，主要負責將長鏈脂肪酸運送到線粒體基質中進行 β-氧化，從而產生能量（ATP）。

修飾位點：DBCO-PEG 通常通過化學鍵（如酯鍵或酰胺鍵）連接到左旋肉堿分子上的羥基或羧基位點。

二、合成路徑

采用溫和酰胺化偶聯工藝，全程保護左旋肉堿的靶向活性：

將左旋肉堿的羧基位點進行活化，與氨基修飾的mPEG-NH?在EDC/NHS催化體系中發生酰胺化反應，得到NH?-PEG-左旋肉堿中間體

將中間體溶解在pH 8.0的碳酸氫鈉緩沖液中，按1.2:1的摩爾比加入DBCO-NHS酯，室溫避光攪拌反應4~6小時

反應完成后將溶液轉移至透析袋，4℃下用去離子水透析24小時，去除未反應的游離小分子雜質

經冷凍干燥得到終產物，最終通過高分辨質譜、核磁共振氫譜完成結構與純度驗證

結構示意圖

三、核心科研應用場景

線粒體靶向示蹤探針?：利用左旋肉堿的線粒體跨膜轉運特性，通過無銅點擊反應偶聯疊氮修飾的熒光探針，實現活細胞內線粒體的特異性熒光標記，支撐線粒體代謝動態成像研究

?脂肪酸氧化機制研究工具?：用于追蹤左旋肉堿在細胞內的轉運過程，解析脂肪酸β-氧化通路的調控機制，支撐代謝疾病相關研究

?靶向遞藥系統構建?：通過SPAAC點擊反應將該探針偶聯到疊氮修飾的納米載體表面，構建線粒體靶向藥物遞送系統，提升藥物在線粒體內的富集效率

?生物材料功能化修飾?：用于對疊氮修飾的生物材料表面進行功能化改性，引入線粒體靶向位點，適配組織工程中線粒體功能調控相關研究

DBCO-隱綠原酸

DBCO-血藍蛋白

DBCO-木瓜蛋白酶

DBCO-乳酸氧化酶

DBCO-牛胰島素

DBCO-大豆分離蛋白

DBCO-C-反應蛋白

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DBCO-角蛋白

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DBCO-阿侖膦酸鈉

DBCO-1-十六酰-SN-丙三醇-磷酸膽堿

DBCO-同型半胱氨酸

DBCO-葡萄糖氧化酶