Visible-light promoted bioorthogonal photocatalysis

Abstract

Biological chemistry deals with the study of the chemical processes that occur inside living beings, from a molecular perspective. Understanding the cellular and molecular mechanisms underlying biological functions is fundamental for the treatment of many diseases. Furthermore, being able to manipulate, monitor and transform cellular behaviour is key to the development of modern medicine. However, interfering with cell’s functioning is not a trivial task and it requires the development of tools to carry out designed transformations under the complex environment of biological habitats. The chemical transformation of exogenous or endogenous substances inside living beings requires bioorthogonality and selectivity. One way to perform biocompatible reactions could be based on the use of photochemically-induced transformations, promoted by visible light. Combining photochemistry and bioorthogonal methods leads to bioorthogonal photochemistry, a new field of research that is still in its infancy. During this TFG, some preliminary work in this area have been carried out.

La química biológica consiste en el estudio de los procesos químicos que ocurren en el interior de los seres vivos desde el punto de vista molecular. Entender los mecanismos celulares y moleculares relativos a las funciones biológicas es fundamental para el tratamiento de muchas enfermedades. Es más, ser capaz de manipular, monitorizar y transformar el comportamiento celular es clave para el desarrollo de la medicina moderna. Sin embargo, interferir en las funciones celulares no es una tarea trivial y requiere el desarrollo de nuevas herramientas para llevar a cabo las transformaciones diseñadas bajo el complejo ambiente de los sistemas biológicos. Las transformaciones químicas de sustancias exógenas o endógenas en el interior de los seres vivos requiere bioortogonalidad y selectividad. Un modo de llevarlas a cabo podría basarse en el uso de transformaciones inducidas fotoquímicamente, promovidas por la luz visible. La combinación de la fotoquímica y los métodos bioortogonales abre paso a la química fotobioortogonal, un novedoso campo de investigación que se encuentra todavía en su infancia. Durante este TFG, se ha llevado a cabo trabajo preliminar en este área.

A química biolóxica consiste no estudo dos procesos químicos que acontecen no interior dos seres vivos para entender os seres vivos dende o punto de vista molecular. Entender os mecanismos celulares e moleculares relativos as funcións biolóxicas é fundamental para o tratamento de moitas enfermidades. É máis, ser capaz de manipular, monitorizar e transformar o comportamento celular é clave para o desenvolvemento da medicina moderna. Non obstante, interferir nas funcións celulares non é unha tarefa trivial e require o desenvolvemento de novas ferramentas para levar a cabo as transformacións deseñadas baixo o complexo ambiente dos sistemas biolóxicos. As transformacións químicas de substancias exóxenas e endóxenas no interior dos seres vivos require bioortogonalidade e selectividade. Un modo de levalas a cabo podería basearse no uso de transformacións inducidas fotoquímicamente, promovidas pola luz visible. A combinación da fotoquímica e os métodos bioortogonales abre paso a química fotobioortogonal, un novidoso campo de investigación que se encontra aínda na súa infancia. Durante este TFG, levouse a cabo traballo preliminar nesta área.