分享一篇2023年发表在J. Am. Chem. Soc.上的文章，题目是“An ROS-Responsive Donor That Self-Reports Its H2S Delivery by Forming a Benzoxazole-Based Fluorophore”。文章的通讯作者为美国北卡罗来纳州温斯顿-塞勒姆威克森林大学化学系的John C. Lukesh III。
硫化氢(H2S)是一种气体递质是内源性信号分子，类似于激素和神经递质，在人体内引起重要的生理和病理生理效应，这些效应源于它们对特定细胞靶点的作用，并且与许多疾病相关。将H2S输送到生物系统的传统方法包括使用硫化物盐（NaHS和Na2S）作为缓冲液。然而，它们的使用会导致大量的效果，难以模仿H2S的天然酶生产，并且通常会导致有毒的副作用。Lawesson试剂的水溶性衍生物GYY4137是第一个为此目的开发的合成H2S供体。虽然GYY4137在几种疾病模型中显示出有希望的治疗潜力，但它的低效率和对H2S输送缺乏时空控制，导致人们寻找更有效、刺激反应性更强的供体，这些供体的激活可以更容易地调整到特定的生物条件。为了协助这些工作，作者最近开发了一种新的通用设计策略，通过利用分子内亲核辅助，通过精确的生物刺激启动，提高硫酰胺基给体释放H2S的选择性和效率（方案1）。
方案1：提高硫胺素供体硫化氢释放速率、效率和选择性的一般设计策略。
虽然之前有文献报道过ROS激活的H2S供体，但这些化合物通常会经过1,6消除，首先释放羰基硫化物或COS（一种生物活性气体），然后通过碳酸酐酶进一步转化为H2S。此外，该反应途径导致产生1,4-醌类化合物，这是一种高毒性的促氧化剂，可能会抵消H2S的抗氧化作用。在这项研究中，作者利用这种创新的化学方法，通过同时合成苯并恶唑基荧光团来创建ROS激活的、自我报告的供体，该供体与H2S释放相一致（方案2）。
方案2：活性氧活化H2S供体。
使用硼酸酯作为过氧化氢的已知和高度生物正交的反应物，研究开始于化合物1的合成。与方案1中描述的一般设计策略相比，方案1中的亲核试剂是苯酚，被硼酸酯保护以抑制其亲核性。然而，在H2O2存在的情况下，设想硼酸酯氧化会揭示亲核酚，然后将其环化到硫酰胺上，以协助H2S的贡献。在验证这一假设之前，最初想评估1在10倍PBS中在37°C下的稳定性。1进行了连续水解分解，在第一个小时内释放出约40 μM的H2S（收率为80%）。对照化合物2的稳定性，它缺少硼酸酯。与1不同，化合物2表现出所期望的芳基硫酰胺的水解稳定性，在整个2.5小时的孵育期内没有观察到硫化物释放的证据（图1）。
图1：(a) (b) Lewis酸辅助水解分子的机制，促进H2S在生理pH下在缓冲液中传递。 (c) 在10× PBS (pH 7.4)条件下，37℃下H2S从1 (50 μM)中释放的时间过程。
接下来作者通过对芳基取代基进行结构修饰，探索了电子和空间效应对这一水解途径的影响(R，图2a)。使用亚甲基蓝测定法监测缓冲液中H2S的初始释放速率（图2b）。正如预期的那样，随着吸电子吡啶基3和对三氟甲基取代基4的引入，相对于1的水解速率分别提高了8倍和3倍以上，观察到一个明显的趋势。相反，也正如预期的那样，化合物5具有一个供电子的对甲氧基取代基，被发现更稳定，水解速度比1慢1.4倍。此外，虽然相对于1,2-萘基6似乎对水解速率影响不大。但观察后发现，邻取代供体（7、8和9）在缓冲液中似乎是稳定的，没有H2S释放的证据。作者推测这是由于硫酰胺附近的空间效应增加或芳基环和硫酰胺之间的偶联断裂，这明显抑制了水解途径。为了验证邻位取代芳基硫酰胺的Lewis酸辅助水解完全关闭，延长了亚甲蓝测定的反应时间。如图2c所示，在整个时间过程中，具有正取代甲基取代基的7似乎是完全稳定的，在整个150分钟的孵育过程中没有硫化物释放的证据。
图2： (a) Lewis酸辅助水解缓冲液供体库。(b)在10倍PBS (pH 7.4)条件下，37℃下H2S从供体中释放的时间过程。释放的H2S用亚甲蓝分光光度法(670 nm)定量。(c)延长时间过程以确认7在10倍PBS (pH7.4, 37℃)中的稳定性。
通过邻位取代提高水解稳定性后，作者接下来想要评估这些衍生物是否能像最初预测的那样，在ROS存在下通过硼酸酯氧化环化途径释放H2S。为了验证假设，作者将7、8和9 （50 μM
