一种调控细胞膜受体的多肽组合物及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供一种调控细胞膜受体的多肽组合物及其制备方法和应用。所述多肽组合物包括靶向片段和组装驱动片段；所述靶向片段包括通过化学键相连的靶向单元和反应基团I，所述靶向单元的受体为细胞膜受体；所述组装驱动片段包括通过化学键依次相连的反应基团II、组装单元和信号分子。本发明专利技术采用生物相容性良好的多肽作为调控受体的媒介，多肽组合物按两段化设计并分别设计为修饰有点击反应基团的靶向片段和组装驱动片段，靶向片段能够特异性的结合到目标受体，并通过点击反应实现与组装驱动片段的偶联，同时在细胞膜上组装成纤维，实现所述细胞膜受体的寡聚化，完成对受体的精准调控。

A polypeptide composition for regulating cell membrane receptor and its preparation method and Application

【技术实现步骤摘要】
一种调控细胞膜受体的多肽组合物及其制备方法和应用
本专利技术涉及医药
，尤其涉及一种调控细胞膜受体的多肽组合物及其制备方法和应用。
技术介绍
从DNA的转录到蛋白的翻译，从细胞的信号转导到亚细胞器的构建，生物分子的组装在细胞内的很多生物过程都起到关键性的作用。多肽作为一种重要的生物分子同样具备一定的组装能力，与其他的生物分子相比，多肽由于其较小的分子尺寸、残基极性、亲疏水性等特点，能够在氢键、亲疏水相互作用等多种非共价相互作用的驱动下发生组装，因此成为构建超分子结构的首选单元。生物体通过细胞之间的信号转导实现其功能的调控。根据受体在细胞中的位置，将其分为细胞表面受体和细胞内受体两大类。受体本身至少含有两个活性部位：一个是识别并结合配体的活性部位；另一个是负责产生应答反应的功能活性部位，这一部位只有在与配体结合形成二元复合物并变构后才能产生应答反应，由此启动一系列的生化反应，最终导致靶细胞产生生物效应。细胞膜受体大多数配体信号分子是亲水性的生物大分子，如细胞因子，蛋白质多肽类激素、水溶性激素、前列腺素、亲水性神经递质等，由于不能通透靶细胞膜进入胞内，因此，这类配体信号分子的受体是定位于靶细胞膜上。细胞膜受体作为激活细胞信号通路的开关，其与信号分子的结合会诱导受体的构象、排列方式以及分布等发生变化，使其在细胞膜上组装成纳米到微米级的聚集体，进一步促进下游信号通路的激活。细胞膜受体发生寡聚化的固有特性使得通过人工调控细胞膜受体发生寡聚化来控制细胞行为成为可能。CN101063657A公开了一种筛选配体与细胞膜受体结合的方法和系统。所述检测配体与细胞膜受体结合的方法，包括用染料和配体孵育细胞和检测细胞中含染料的内吞囊泡。筛选与细胞膜受体结合的配体的系统包括自动液体控制装置、x-y控制载物平台、单个细胞的内吞囊泡成像的显微镜装置、自动分析FM亮点(内吞囊泡)软件以及控制x-y载物平台和显微镜移动的控制装置。此专利技术利用高通量筛选得到能够作用于G蛋白偶联受体(Gprotein-coupledreceptors，GPCRs)的配体，进而实现对G蛋白偶联受体进行调控。目前，调控细胞膜受体的方式局限于通过模拟配体诱导的受体寡聚化，将光、电、磁等外部的物理刺激通过载体转化成细胞膜受体的机械力，来实现受体的调控。但是，由于刺激源的物理特性、载体的免疫原性以及生物相容性等使得其在活体上的应用受到一定的限制。因此，发展一种安全、高效、简便且智能化调控细胞膜受体的方式是本领域的一大挑战。
技术实现思路
鉴于现有技术中存在的问题，本专利技术设计了一种多肽组合物，通过化学反应介导多肽组合物发生原位自组装并诱导细胞膜受体寡聚化进行受体调控。其中多肽组合物包括有靶向功能的多肽片段和有组装功能的多肽片段，两个多肽片段上分别修饰点击反应基团使其在靶向到细胞表面受体后发生点击反应，并在细胞膜上组装并诱导细胞表面受体发生寡聚化，通过激活相应的信号通路，实现调控自身的功能。为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：第一方面，本专利技术提供一种多肽组合物，所述多肽组合物包括靶向片段和组装驱动片段；所述靶向片段包括通过化学键相连的靶向单元和反应基团I，所述靶向单元的受体为细胞膜受体；所述组装驱动片段包括通过化学键相连依次相连的反应基团II、组装单元和信号分子。本专利技术采用生物相容性良好的多肽作为调控受体的媒介，保证该策略的安全性。多肽组合物按两段化设计，能够缩短分子大小，提高分子的稳定性和渗透性，其次分子采用模块化设计，分别设计两段具有靶向和组装驱动功能的多肽片段。通过分子的合理设计，借助分子的靶向性将分子特异性的结合到目标受体，并通过生物正交反应实现与组装驱动片段的偶联和快速组装，同时在细胞膜上组装成纤维，实现分子与受体的高效相互作用，为受体调控的效率提供保障。作为本专利技术一种优选的技术方案，所述反应基团I与反应基团II之间发生点击反应。本专利技术中，通过点击反应实现分子的快速聚集，在时间上实现受体的精准调控。通过点击反应实现两段分子的偶联，从而打破分子的亲疏平衡，通过分子间的氢键，π-π相互作用，疏水相互作用等多重非共价作用力的驱动下在细胞膜上进行组装，并通过多肽分子之间的组装驱动膜受体的寡聚化，从而激活下游信号通路，调控细胞功能。优选地，所述反应基团I为点击反应基团DBCO。优选地，所述反应基团II为点击反应基团-N3。作为本专利技术一种优选的技术方案，所述靶向单元的多肽序列由5～20种(例如可以是5种、6种、8种、10种、12种、15种、16种、18种或20种等)氨基酸排列组合而成。本专利技术中，靶向单元可根据细胞膜受体灵活选择，根据细胞膜上的受体确定靶向单元的多肽序列。因此，本专利技术提供的调控细胞膜受体的策略具备一定的普遍性，可以针对不同的受体，通过分子的灵活设计选用不同的靶向单元实现包括CD40在内的多种受体的精准调控。优选地，所述靶向单元的多肽序列包括苏氨酸(Thr)、酪氨酸(Tyr)、丝氨酸(Ser)、谷氨酸(Glu)、脯氨酸(Pro)、甘氨酸(Gly)、天冬氨酸(Asp)、亮氨酸(Leu)、赖氨酸(Lys)或半胱氨酸(Cys)中的任意一种或两种以上的组合。优选地，所述靶向单元的受体包括肿瘤坏死因子受体超家族成员5(CD40)受体。CD40受体(Bp50)是与T细胞和B细胞功能有关的一种表面抗原，表达于B细胞、胸腺上皮细胞、活化的单核/巨噬细胞、树突状细胞、造血干细胞、上皮细胞、内皮细胞和一些肿瘤细胞系，如肝癌细胞系HepG2、黑色素瘤细胞系HS294T等。优选地，所述靶向单元的多肽序列包括ATYSEFPGNLKPC。作为本专利技术一种优选的技术方案，所述组装单元的多肽序列由5～20种(例如可以是5种、6种、8种、10种、12种、15种、16种、18种或20种等)氨基酸排列组合而成。优选地，所述组装单元的多肽序列包括丙氨酸(Ala)、脯氨酸(Pro)、异亮氨酸(Ile)、谷氨酰胺(Gln)、赖氨酸(Lys)、天冬氨酸(Asp)、亮氨酸(Leu)、苯丙氨酸(Phe)、缬氨酸(Val)或谷氨酸(Glu)中的任意一种或两种以上的组合。优选地，所述组装单元的多肽序列包括KLVFFAE。作为本专利技术一种优选的技术方案，所述信号分子包括荧光基团、核素或金属配体中的任意一种或两种以上的组合。优选地，所述荧光基团的供体包括FITC、ICG或Cy光学造影剂中的任意一种或两种以上的组合。作为本专利技术一种优选的技术方案，所述组装驱动片段还包括亲水单元。优选地，所述亲水单元连接于所述反应基团II和组装单元之间。优选地，所述亲水单元的多肽序列为APIAQKDELE。作为本专利技术一种优选的技术方案，所述反应基团I具有如式I所示的结构：优选地，所述靶向片段具有如式II所示的结构：优选地，所述组装驱动片段具有如式III所示的结构：所述靶向片段与组装驱动片段的组装行为能本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多肽组合物，其特征在于，所述多肽组合物包括靶向片段和组装驱动片段；/n所述靶向片段包括通过化学键相连的靶向单元和反应基团I，所述靶向单元的受体为细胞膜受体；/n所述组装驱动片段包括通过化学键依次相连的反应基团II、组装单元和信号分子。/n

【技术特征摘要】
1.一种多肽组合物，其特征在于，所述多肽组合物包括靶向片段和组装驱动片段；
所述靶向片段包括通过化学键相连的靶向单元和反应基团I，所述靶向单元的受体为细胞膜受体；
所述组装驱动片段包括通过化学键依次相连的反应基团II、组装单元和信号分子。


2.根据权利要求1所述的多肽组合物，其特征在于，所述反应基团I与反应基团II之间发生点击反应；
优选地，所述反应基团I为点击反应基团DBCO；
优选地，所述反应基团II为点击反应基团-N3。


3.根据权利要求1或2所述的多肽组合物，其特征在于，所述靶向单元的多肽序列由5～20种氨基酸排列组合而成；
优选地，所述靶向单元的多肽序列包括苏氨酸、酪氨酸、丝氨酸、谷氨酸、脯氨酸、甘氨酸、天冬氨酸、亮氨酸、赖氨酸或半胱氨酸中的任意一种或两种以上的组合；
优选地，所述靶向单元的受体包括CD40受体；
优选地，所述靶向单元的多肽序列包括ATYSEFPGNLKPC。


4.根据权利要求1-3任一项所述的多肽组合物，其特征在于，所述组装单元的多肽序列由5～20种氨基酸排列组合而成；
优选地，所述组装单元的多肽序列包括丙氨酸、脯氨酸、异亮氨酸、谷氨酰胺、赖氨酸、天冬氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸、缬氨酸或谷氨酸中的任意一种或两种以上的组合；
优选地，所述组装单元的多肽序列包括KLVFFAE；
优选地，所述组装驱动片段还包括亲水单元；
优选地，所述亲水单元连接于所述反应基团II和组装单元之间；
优选地，所述亲水单元的多肽序列为APIAQKDELE。


5.根据权利要求1-4任一项所述的多肽组合物，其特征在于，所述信号分子...

【专利技术属性】
技术研发人员：王浩，穆合塔尔江·马木提，王羿，安红维，王杰，
申请(专利权)人：国家纳米科学中心，
类型：发明
国别省市：北京;11