用醛和酮官能化的蛋白质是用于开发经过化学修饰的生物治疗药物和基于蛋白质的材料的有前途的新底物。通常是将它们的反应性羰基与α-效应亲核试剂如取代的肼和烷氧基胺缀合，分别生成腙和肟。然而，得到的C＝N键在生理学相关条件下容易受到水解的影响，这限制了它们在生物系统中的应用。在这里，我们引入了Pictet-Spengler连接反应，所述的Pictet-Spengler连接反应是基于醛和色胺亲核试剂的经典的Pictet-Spengler反应。所述的连接反应利用醛和烷氧基胺的生物正交反应形成中间体氧基亚铵离子；这个中间体经历与吲哚亲核试剂的分子内C C键形成，得到水解稳定的氧杂咔啉产物。利用所述反应进行乙二醛官能化的和甲酰甘氨酸官能化的蛋白质的位点特异性的化学修饰，所述的蛋白质包括治疗用单克隆抗体赫赛汀的一种加有醛标签的变体。结合用于将醛位点特异性的地引入到蛋白质中的技术，所述的Pictet-Spengler连接反应提供了一种获得用于医学应用和材料应用的稳定的生物缀合物的新方法。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利说明】用于蛋白质化学修饰的PICTET-SPENGLER连接反应 相关申请的交叉引用 根据35U.S.C. § 119(e)，本申请要求2012年11月16日提交的美国临时专利申请 61/727, 501的优先权，通过引用将所述申请的全部内容并入本文。 关于联邦政府在所赞助的研宄或开发获得的专利技术中的权利的声明 本专利技术是在美国政府的支持下作出的，由国家卫生研宄所资助，授权编号 GM59907。美国政府在本专利技术中具有某些权利。 专利技术背景 引言 用于蛋白质修饰的反应方法学在数十年来一直是一个活跃的研宄领 域。早期的策略集中在原始氨基酸的全面修饰，提供了获得各种经修饰的产物的途 径(Glazer AN(1970), "Specific Chemical Modification of Proteins"，Annu. Rev. Biochem. 39 (I) : 101-130)。然而，各种应用要求蛋白质的位点特异性修饰：生 物物理学研宄需要知道连接报道分子的位点（Michalet X、Weiss S、& J^ger M(2006), "Single-Molecule Fluorescence Studies of Protein Folding and Conformational Dynamics"，Chem. Rev. 106 (5) : 1785-1813)，制备蛋白质微阵列和功能 材料需要在特定取向上的固定（Wong LS、Khan F、&Micklefield J(2009), "Selective Covalent Protein ImmobiIization :Strategies and App Iicat ions"，Chem. Rev. 109 (9) : 4025-4053)，以及蛋白质药物与聚（乙二醇）或细胞毒素分子的缀合，其 中化学修饰的位点影响所得到的生物制品的药代动力学和治疗学性能（Shen B-Q.等 人（2012)， "Conjugation site modulates the in vivo stability and therapeutic activity of antibody-drug conjugates"，Nat. Biotechnol.30(2):184-189 ;Cho H 等人(2011), "Optimized clinical performance of growth hormone with an expanded genetic code"，Proc. Natl. Acad. Sci. USA 108 (22):9060-9065)。因此，该 领域近年来开发了用以实现蛋白质的位点特异性修饰的方法，通常涉及引入表现出生 物正交反应性的非原始官能团（Sletten EM&Bertozzi CR(2009)，"Bioorthogonal Chemistry:Fishing for Selectivity in a Sea of Functionality"，Angew. Chem. Int. Ed. 48(38):6974-6998 ;Stephanopoulos N&Francis MB(2011), "Choosing an effective protein bioconjugation strategy"，Nat. Chem. Biol.7 (12):876-884)〇 醛类和酮类是用于位点特异性蛋白质修饰化学操作的流行选择。它们作为温和 的亲电子试剂的独特反应性使得能够进行与α-效应亲核试剂如取代的肼和烷氧基胺的 选择性缀合，分别生成腙和月亏-连接的产物（Jencks WP (1964), "Simple Carbonyl Group Reactions"，Prog. Phys. Org. Chem. 2:63-128)。已经开发了多种化学方法、酶促方法和遗 传学方法将醛和酮类以位点特异性的方式引入蛋白质。这些方法包括N末端丝氨酸或苏氨 酸残基的高碘酸盐氧化（Geoghegan KF&Stroh JG(1992), "Site-Directed Conjugation of Nonpeptide Groups to Peptides and Proteins Via Periodate-Oxidation of a 2-Amino Alcohol-Application to Modification at N-Terminal Serine", Bioconjugate Chem. 3 (2) : 138-146);用以得到α -酮酰胺或乙二醛肟酰胺的磷酸吡哆醛-介导 的 N 末端转氨基作用（Gilmore JM、Scheck RA、Esser-Kahn AP、Joshi NS、&Francis MB (2006)，"N-Terminal Protein Modification through a Biomimetic Transamination Reaction"，Angew.Chem. Int. Ed. 45 (32) :5307-5311 ;Scheck RA、Dedeo MT、Iavarone AT、 &Francis MB(2008)，"Optimization of a Biomimetic Transamination Reaction"，J. Am.Chem.Soc.l30 (35):11762-11770;Witus LS.等人（2010)，"Identification of Highly Reactive Sequences For PLP-Mediated Bioconjugation Using a Combinatorial Peptide Library"，J. Am. Chem. Soc. 132 (47) : 16812-16817 ;Witus LS&Francis M(2009), uSite-Specific Protein Bioconjugation via a Pyridoxal 5'-Phosphate-Mediated N-Terminal Transamination Reaction''，Current Protocols in Chemical Biology，（John Wiley&Sons，Inc);为通过表达蛋白质连接生成的蛋白质C-末端 硫醋添加包含酮的小分子（Esser-Kahn AP&Francis MB(2008)，"Protein-Cross-Linked Polymeric Materials through Site-SelectiveBioconjugation^ , Angew. Chem. Int. Ed. 47(20) :3751-3754);通过琥珀终止密码子抑制进行的包含酮的非天然氨基酸的遗传 编码并入（Wang L、Zhang Z、Brock A、&Schultz PG(2003)，"Addition of the keto funct本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种化合物，具有下式的结构：其中A存在或不存在并且，当存在时，是被取代的或未被取代的芳基或杂芳基部分，R1是选自以下的成员：H、被取代的或未被取代的烷基、被取代的或未被取代的杂烷基、被取代的或未被取代的芳基、被取代的或未被取代的杂芳基、卤素、CN、CF3、酰基、‑SO2NR5R6、‑NR5R6、‑OR5、‑S(O)2R5、‑C(O)R5、‑COOR5、‑CONR5R6、‑S(O)2OR5、‑OC(O)R5、‑C(O)NR5R6、‑NR5C(O)R6、‑NR5SO2R6和‑NO2，其中R1、R2、R3、和R4中的两个或更多个与它们所连接的原子一起任选地结合以形成选自以下的成员的环系统：被取代的或未被取代的环烷基、被取代的或未被取代的杂环烷基、被取代的或未被取代的芳基和被取代的或未被取代的杂芳基；Rx和Ry选自H和被取代的或未被取代的烷基，条件是Rx和Ry中的至少一个具有选自以下的结构：其中Ro选自H、被取代的或未被取代的烷基和被取代的或未被取代的杂烷基；和s选自1和2,其中选自R1、Rx和Ry的成员具有下式的结构：其中L是选自以下的连接基：被取代的或未被取代的烷基和被取代的或未被取代的杂烷基；和X选自可检测的标记、交联部分、聚乙二醇和亲和标记。...
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：C·贝尔托齐，P·阿加瓦尔，E·M·斯莱藤，
申请(专利权)人：加利福尼亚大学董事会，
类型：发明
国别省市：美国;US
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