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In un lavoro pubblicato di recente online su National Science Review, un team guidato dal Prof. Hua Lu del College of Chemistry and Molecular Engineering dell'Università di Pechino ha riportato una scoperta sorprendente. Durante lo studio del ROP di ProNCA, un tipo di reazione che altrimenti sarebbe stata eseguita in una scatola asciutta, il team ha scoperto una polimerizzazione ultraveloce e controllata in soluzioni acquose.
Il monomero ProNCA è facilmente idrolizzabile e la solubilità del prodotto PLP in solventi organici è molto bassa. A causa di questo dilemma, il ROP di ProNCA richiedeva tipicamente fino a una settimana in solventi organici secchi, producendo oligomeri con scarso controllo sul peso molecolare e sulla dispersione. Il nuovo metodo ha risolto il problema sostituendo semplicemente il solvente organico anidro con un solvente misto acqua-acetonitrile, e la reazione di polimerizzazione può essere completata in 30 secondi per ottenere un oligoprolina con un grado di polimerizzazione (DP) di 20, o PLP con un DP fino a 200 in 5 minuti.
Poiché la velocità di polimerizzazione è estremamente veloce, superando di gran lunga la velocità delle reazioni collaterali come l'idrolisi del monomero, il ROP è quindi altamente controllato, che si manifesta in fedeltà di gruppo di fascia alta, modello cinetico di crescita della catena, peso molecolare prevedibile e dispersione ridotta e ampio raggio d'azione dell'iniziatore. Esperimenti meccanicistici e calcoli della teoria funzionale della densità (DFT) insieme suggeriscono che l'acqua agisce come una navetta protonica durante la polimerizzazione, aiutando il trasferimento di protoni nella fase determinante la velocità, abbassando così la barriera energetica di reazione fino a 7,1 kcal/mol e accelerando il polimerizzazione drammatica.
A causa delle condizioni di reazione mite, del funzionamento semplice e della facile purificazione, i ricercatori hanno anche sintetizzato coniugati asparaginasi-PLP usando l'asparaginasi, un farmaco antitumorale, come iniziatore. In collaborazione con il team del professor Song Yuqin del Peking University Cancer Hospital, i ricercatori hanno scoperto che il coniugato asparaginasi-PLP può prolungare significativamente il tempo di circolazione sanguigna dell'asparaginasi, migliorare l'efficacia antitumorale in vivo e ridurre l'immunogenicità rispetto al wild- tipo di proteina del farmaco. I due gruppi di ricerca sono pronti a collaborare ulteriormente per condurre ricerche precliniche più approfondite e si sforzano di avvantaggiare i pazienti con leucemia linfoblastica acuta e linfoma a cellule NK/T in futuro. Inoltre, il Prof. Lu ritiene che il PLP stesso sia potenzialmente utile anche nell'industria alimentare, cosmetica e in molte altre applicazioni dei materiali.
