A Bioorthogonal Chemical Reporter of Viral Infection

Angew Chem Weinheim Bergstr Ger. 2015 Jun 26;127(27):8022-8025. doi: 10.1002/ange.201500250. Epub 2015 May 14.

Abstract

Pathogen-selective labeling was achieved by using the novel gemcitabine metabolite analogue 2'-deoxy-2',2'-difluoro-5-ethynyluridine (dF-EdU) and click chemistry. Cells infected with Herpes Simplex Virus-1 (HSV-1), but not uninfected cells, exhibit nuclear staining upon the addition of dF-EdU and a fluorescent azide. The incorporation of the dF-EdU into DNA depends on its phosphorylation by a herpes virus thymidine kinase (TK). Crystallographic analyses revealed how dF-EdU is well accommodated in the active site of HSV-1 TK, but steric clashes prevent dF-EdU from binding human TK. These results provide the first example of pathogen-enzyme-dependent incorporation and labeling of bioorthogonal functional groups in human cells.

Pathogeninduzierte Metabolitenmarkierung: Mit dem Herpes‐simplex‐Virus 1 (HSV‐1) infizierte Zellen wurden selektiv mit dem Gemcitabin‐Metabolitenanalogon dF‐EdU und einem azidkonjugierten Fluorophor markiert. Die Selektivität dieses Prozesses stützt sich auf die Phosphorylierung von dF‐EdU durch virale, jedoch nicht durch humane Thymidin‐Kinasen. Somit steht ein neuer pathogenspezifischer bioorthogonaler chemischer Markierungsansatz offen.

Keywords: Bioorthogonale Chemie; Chemische Reporter; Klick‐Chemie; Nukleoside; Viren.