针对特定靶标具备指纹识别特征的多肽复合物分子的构建方法，其原理是利用已知或者各种筛选技术如噬菌体展示技术得到的数条或者数十条能结合特定靶标的不同多肽构建多重多价复合物分子。复合物分子中所嵌合的每一条多肽作为特定靶标的一条识别指纹，以不具备同源性和序列相似性为佳，多肽氨基酸数目可以各异，分别与受体靶标的不同表面区域和表面位点结合，这些识别指纹组合在一起构成了针对特定靶标的指纹识别系统，能以极高的选择性和特异性识别靶标，有望应用于大分子跟踪、生物成像和疾病的靶向治疗等领域。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及针对特定靶标的具备指纹识别特征多肽复合物分子的构建方法及其应用，属于生物化学
技术介绍
多肽是由多个氨基酸通过肽键连接而形成的一类化合物，通常由5-100个氨基酸分子组成，其连接方式与蛋白质相同，但相对分子质量较低。多肽普遍存在于生物体内，广泛参与和调节机体内各系统、器官、组织和细胞的功能活动，在生命活动中发挥重要作用。近年来，利用现代生物技术筛选、合成得到的功能性多肽已成为药物研发的热点之一，多肽目前已广泛应用于各种疾病的预防、诊断和治疗。经筛选和合成得到的短肽，能特异性结合蛋白、病毒、细菌、细胞甚至组织等。有多种方法获得具有针对某一特定受体，具有靶向亲和能力的活性短肽。其中噬菌体展示技术是寻找与靶蛋白有结合关系的多肽或蛋白的强效工具，它的最大优点是直接将可呈现的表现型和其基因型联系在一起，利用其配体的特异性亲和力，将所感兴趣的蛋白质或多肽筛选出来。目前，噬菌体展示技术可对含有数十亿克隆的肽库进行快速高通量筛选，已经成为多肽药物研究的有力工具。该技术可从肽库内筛选与特定蛋白、病毒、细菌、宿主细胞甚至组织等受体结合的多肽。噬菌体展示技术筛选结合肽的另一个显著优点是不需要预先了解受体蛋白、病毒、细菌、细胞表面的结构，甚至不需要知道结合的受体是那种蛋白分子。因为艾滋病毒、癌症细胞表面分子的高度变异和快速分子进化，开发靶向性小分子药物面临很大的挑战。噬菌体展示技术可“与时俱进”的筛选出靶向跟踪癌细胞的结合肽，为个性化、阶段针对性治疗提供可能。影响多肽在分子和细胞生物学研究以及医学应用的制约因子，包括多肽的免疫原性、毒副作用、水溶性、体内作用时间短、与靶向目标亲和力低等。目前克服上述缺陷的一个重要手段是多肽修饰，它主要通过改变肽链的主链结构和侧链基团，从而改善肽类化合物的物理化学性质，提高其在体内的有效利用，明显改善了药物的疗效。常见的多肽修饰有C末端修饰(如酰胺化、硫酸酯化等)，N末端修饰(乙酰化、脂肪酸化等)，中间残基修饰(与Ser、Tyr、Asn、Thr结合的糖基化修饰和与Ser、Tyr、Thr结合的磷酸化修饰等)以及环化修饰等。天然结构的多肽在血中和其他组织内可被迅速降解，限制了其作为放射性药物的应用潜力。引入非生物降解的多肽骨架，用稳定的氨基酸衍生物取代天然氨基酸及
环化作用可增加多肽的稳定性。多肽的内化作用可使多肽在体内滞留更长的时间。用各种方法，如噬菌体展示技术可筛选得到一系列不同的、具备一定亲和性的多肽链，但单一的多肽链与受体蛋白分子的结合常数往往较小，对靶标的亲和力和选择特异性都较低。为了克服单一多肽与受体结合常数往往较小，对靶标的亲和力较低的缺点，常用的改进方法是合成多价多肽(Multivalent Peptides)。具体原理是利用噬菌体多肽展示技术、抗体展示技术等方法筛选得到的能特异性结合靶标受体的单一多肽(往往选取与靶标结合最紧的多肽)制备成单一多价复合物分子。单一多价亲和肽(Multivalent Peptides)与单价亲和肽(Monovalent Peptide)相比，与特定靶标的结合常数随着价态数目增加而呈指数增加。目前广泛采用的是筛选出一条与靶标受体最具亲和力的多肽制备成多价形式，可以称之为单一多价多肽(Homo-Multivalent Peptides)。这种多价复合物分子的特点是与目标受体的亲和力强，结合常数大，但因其选择的是单一结合肽，而单一多肽除了与靶标有特异性结合外，很多时候与其他非靶标受体也有着一定亲和力。因此，由单一多肽构建的多价多肽虽然与目标受体的亲和力强，但一个显著的缺陷是特异性和选择性欠佳。
技术实现思路
本专利针对单一多价多肽(Homo-Multivalent Peptides)与靶标受体的选择性和特异性都较低的缺点，开发具备指纹识别特征的多肽复合物(Fingerprint Peptide Complex，FPC)的构建方法。具体原理是利用噬菌体多肽展示技术、抗体展示技术等方法筛选得到数条甚至数十条不同的能结合特定靶标受体的多肽(或抗体)，构建成多价复合物分子。复合物分子中所嵌合的每一条多肽作为特定靶标的一条识别指纹，这些识别指纹组合在一起构成针对特定靶标的指纹识别系统。指纹识别特征的多肽复合物(FPC)的每一条分支可和受体靶标的不同表面区域和表面位点结合，与单一多价多肽(Homo-Multivalent Peptides)相比，对靶标受体的结合特异性和选择性能大大增加。构建针对特定靶标的具备“指纹识别”特征的多肽复合物(FPC)分子一方面能以极高的选择性和特异性结合靶标，另一方面因结合了噬菌体展示技术的优点，能机动灵活的适应病毒、癌症等靶标的快速分子进化，可以做到随机应变、与时俱进的跟踪和结合靶标，甚至对靶标受体的某些位点进行屏蔽而调控其分子生物学功能，具有广阔的应用前景，有望应用于大分子跟踪、生物成像和疾病的靶向治疗等领域。本专利的内容包括：1，针对特定靶标受体的多重亲和肽的筛选；2，指纹识别特征的多肽复合物(FPC)分子的构建。1，针对特定靶标受体的多重亲和肽的筛选，其靶标可包括蛋白、病毒、细
菌、细胞甚至组织等，多肽的选择可以是已知的对靶标具备亲和力的多肽，也可通过各种筛选方法，如噬菌体随机多肽展示、抗体展示、cDNA展示技术筛选得到。选择得到的对靶标具备一定亲和力和结合特异性的多肽必须是多条不同序列的多肽，较优选择是数条、数十条甚至几十条，它们应不具备同源性和序列相似性，氨基酸的数目可以各异。可适当减少淘洗次数，扩大多肽氨基酸数目的筛选范围(比如从5肽到12肽)，得到数十条甚至几十条不具备序列同源性且能特异性结合靶标的多肽分子。它们往往结合在靶标的不同位点和表面识别区域，每一条不具备同源性的多肽相当于一条指纹，每一个由数条或数十条结合肽组合而成的复合物分子便构成了一个针对特定靶标的“多肽识别指纹系统”。为了充分发挥“指纹识别”效果，构建针对特定靶标有极强特异性和选择性的指纹识别特征的多肽复合物(FPC)时，筛选出的不同序列多肽以不具备同源性为佳，而且多肽的条数尽可能多为宜(数条或数十条)。筛选得到的多肽，其氨基酸残基的数目可在一定范围内，比较适宜的为5～12肽。短肽免疫原性较低，但与靶标的特异性较差；长肽与靶标的结合特异性较强，免疫原性也增加了。2，指纹识别特征的多肽复合物(FPC)分子的构建是将所选取的与靶标有特异性结合的多条不同结合肽链接在复合物分子骨架上。多肽与复合物骨架(backbone)的链接方式包括酰胺键、碳硫键、酯键、肽键、巯基-乙基砜(S-vinylsulfone)和巯基-马来酰亚胺(S-Mal)的碳-硫键等，链接反应可包括缩合反应、加成反应等。较优选择是筛选得到的多条不同多肽(每一条多肽作为识别靶标的一条指纹)在多肽侧链基团保护条件下，依次嵌合链接，此种构建方法可以确保每一个指纹识别特征的多肽复合物(FPC)分子上链接有所有的不同多肽片段。另一个选择是聚合物骨架和分支单链可以预先合成，然后加入不同的多肽进行链接，多条不同的多肽链同时进行链接反应。第二种构建方式简单，但不能保证每个复合物分子链接上完全不同的多肽片段。对于第二种构建方式，如果筛选出的多肽条数较少，容易导致单个复本文档来自技高网...
【技术保护点】
针对特定靶标具备指纹识别特征的多肽复合物的构建方法，其原理是利用已知的或者各种筛选技术如噬菌体展示技术得到的数条或者数十条能结合特定靶标的不同多肽，构建具备指纹识别特征的多肽复合物，高选择性和高特异性结合特定靶标。
【技术特征摘要】
1.针对特定靶标具备指纹识别特征的多肽复合物的构建方法，其原理是利用已知的或者各种筛选技术如噬菌体展示技术得到的数条或者数十条能结合特定靶标的不同多肽，构建具备指纹识别特征的多肽复合物，高选择性和高特异性结合特定靶标。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的特定靶标包括各种蛋白、病毒、细菌、细胞甚至生物组织等。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的多肽是已知的或者各种筛选技术如噬菌体展示技术得到的数条或者数十条能结合特定靶标的不同多肽；为了针对特定靶标形成指纹识别特征，构建复合物的多肽须以不具备同源性和序列相似性为佳，多肽氨基酸数目可以各异，筛选出的多肽数量以达到数条、数十条甚至几十条为佳，它们分别与同一靶标受体的不同表面区域和表面位点结合，以达到对特定靶标的指纹识别。4.根据权利要求1所述的多肽复合物，链接上荧光、同位素标记、药物分子或者免疫细胞后，可应用于分子跟踪、生物成像和疾病的靶向治疗。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所构建的复合物结构包含分子骨架，延长支链，以及构成识别指纹的多肽。复合物骨架和延长支链包括聚酰胺-胺聚合物(PAMAM)、寡聚赖氨酸、寡聚谷氨酸、寡聚半胱氨酸、聚乙二醇(PEG)、肽聚糖、聚乙基恶唑啉、聚乙烯亚胺(PEI)等单一聚合物骨架，或者上述聚合物组成的嵌合型骨架和延长支链；6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，分子骨架、延长支链、指纹多肽相互链接的方式包括酰胺键、酯键、肽键、巯基-乙基砜(S-vinylsulfone)和巯基-马来酰亚胺(S-Mal)的碳-硫键等；复合物可以设计为树枝状、丛状、梳子形、线形、环形、星形、网状等；延长支链的长度不限，可为数纳米到数十、数百纳米，分支个数不限，以4-20条为佳。7.根据权利要求6所述的方法，...
【专利技术属性】
技术研发人员：郭学军，
申请(专利权)人：北京师范大学，
类型：发明
国别省市：北京;11
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。