农用化学品的特异性输送制造技术

本发明专利技术涉及向植物特异性输送农用化学品。更具体来说，它涉及基本上由靶向剂和农用化学品或农用化学品组合组成的组合物，所述靶向剂包含至少一个可特异地与完整活植物上的结合位点结合的结合结构域。本发明专利技术还涉及特异地与所述完整活植物上的结合位点结合的结合结构域。更具体来说，涉及结合结构域，其含有包含4个框架区和3个互补决定区或其任何合适的片段的氨基酸序列，其中所述结合结构域能够使载体结合或保留在植物上。在一个优选的实施方案中，本发明专利技术涉及结合结构域，其特异地结合表皮毛、气孔、角质层、皮孔、棘、刺、根毛或蜡质层。本发明专利技术还涉及向植物输送农用化学品的方法，其用于改善农用化学品在植物上的沉积，并用于使所述农用化学品保留在植物上(其使用包含所述结合结构域的靶向剂)，和涉及使用同样的化学品保护植物免受生物和非生物胁迫或控制植物生长的方法。本发明专利技术还涉及用于制造特异性靶向的农用化学品载体的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】农用化学品的特异性输送本专利技术涉及向植物特异性输送农用化学品。更具体来说，它涉及基本上由靶向剂和农用化学品或农用化学品的组合组成的组合物，所述靶向剂包含至少一个可特异地与完整活植物上的结合位点结合的结合结构域。本专利技术还涉及特异地与所述完整活植物上的结合位点结合的结合结构域。更具体来说，涉及结合结构域，其含有包含4个框架区和3个互补决定区或其任何合适的片段的氨基酸序列，其中所述结合结构域能够使载体结合或保留在植物上。在一个优选的实施方案中，本专利技术涉及结合结构域，其特异地结合表皮毛(trichome)、气孔、角质层(cuticle)、皮孔、棘(thorn)、刺(spine)、根毛或腊质层。本专利技术还涉及用于向植物输送农用化学品的方法，其用于改善农用化学品在植物上的沉积，并用于使所述农用化学品保留在植物上(其使用包含所述结合结构域的靶向剂)，和涉及使用同样的化学品保护植物免受生物和非生物胁迫或控制植物生长的方法。本专利技术还涉及用于制造特异性靶向的农用化学品载体的方法。许多年来，园艺家和农学家已通过大田喷施将化学品应用于杂草防治、植物保护和植物生长调节。对需要应用于植物(例如叶)的组合物来说，仅小部分组合物结合并保留在其可发挥生物学活性的植物部分上，而大量组合物没有附着于植物表面，并通过滴落或被雨水冲走而损失。除了引起化学品的效力降低，由于在喷施时从植物滴落至土壤中或由于降雨过程中的冲刷引起的化学品损失可能导致地下水污染、环境破坏、生物多样性丧失以及人和动物的健康后果。若干研究者已尝试通过向植物应用可粘着于叶并在一段时间内释放它们的内容物的缓释颗粒来解决此问题。US 6180141描述了可用于输送植物保护活性成分的复合凝胶微粒。WO 2005102045描述了包含至少一种植物活性化合物和包囊化佐剂的组合物，其中所述佐剂包含真菌细胞或其片段。US 20070280981描述了载体颗粒，其表面包被有亲脂性增粘剂，由此载体颗粒附着于植物、禾本草和杂草表面。这些旨在输送农用化学品的微粒的特征在于，它们通过非常弱的、非特异的相互作用，例如亲脂性相互作用粘着于植物。尽管其与正常喷施相比具有优势，这样的输送方法的效力仍然是有限的，并且所述颗粒可能非最优地分布于叶，或在化合物的释放完成之前就在自然多变的气候条件下被冲走。为了微粒的特异性分布和保留效率，需要特异的、强烈的结合分子，其可保证载体粘着于植物直至其内容物完全输送。纤维素结合结构域(CBD)已被描述为对将分子物质连接于纤维素有用的试剂(US 5738984和US 6124117)。事实上，由于棉花的90%由纤维素组成，已证明CBD对将所谓的“效益剂(benefit agent) ”输送至棉花组织(cotton fabrics)上是有用的,如在WO9800500中所公开，其中使用直接融合的CBD和酶以利用CBD的亲和力来与棉花组织结合。WO 03031477要求了相似的多功能融合蛋白用于传输包囊化的效益剂的用途的权利，其中所述多功能融合蛋白质由第一结合结构域(其为碳水化合物结合结构域)和第二结合结构域组成，其中第一结合结构域或第二结合结构域可与微粒结合。WO 03031477示例性地使用了双功能融合蛋白，其由CBD和结合微粒的抗RR6抗体片段组成，其中复合物沉积于棉花表面(cotton treads)或李氏禾(cut grass)上。然而,这样的多功能融合蛋白用于输送包囊化的效益剂的用途具有许多严重的缺陷第一，尽管纤维素是植物细胞壁的主要组分，植物所有物质的约33%由纤维素组成，在完整活植物中，由角质和蜡质形成的植物角质层使纤维素避开外部环境，所述角质层是不透水屏障，植物细胞壁由其覆盖，使得纤维素几乎不可接受CBD的结合。第二，包囊化的效益剂对植物的有效输送需要第一结合结构域与植物和第二结合结构域与微粒同时结合。由于两个结合事件发生的可能性是由结合结构域和它们的靶分子的摩尔浓度以及结合复合物的摩尔浓度之间微妙的平衡所决定的，在溶液中几乎不太可能存在足够使这样的同时结合成为可能的多功能融合蛋白。此外，结合事件的平衡强烈地受到环境参数例如温度和PH的影响，其对每个结合结构域的最优条件可能极为不同。因此，两个这样的多功能融合蛋白的结合结构域这样的同时结合几乎不太可能导致可将包囊化的效益剂保留于植物上的足够强的结合。第三，尽管CBD某种程度上特异地与纤维素结合，仍可将使用多功能融合蛋白(其中的CBD应可与植物结合)视为通用结合方法(因为所有的植物都含有纤维素)，其因此与非特异地粘着的增粘剂和粘着剂是相似的。靶向方法具有相当高的价值，其中结合结构域的特异性结合将允许在与一种植物物种结合和与另一种结合之间区分。W003031477还表明(没有进一步的示例)，碳水化合物或多糖的其它结合子可用于产生可将微粒沉积于活生物体上的融合蛋白。然而，WO 03031477中既没有公开除了 CBD之外的结合结构域，也没有公开与完整活植物结合的结合结构域。因其对特定靶的特异性和高亲和力而众所周知的分子为抗体。可产生针对广泛不同的靶的抗体，并且已描述了为研究植物细胞壁结构和动力学而产生的抗体，其可特异地与特定的植物成分，主要是植物细胞壁成分结合(Penell等人，1989 Jones等人，1997 ；Willats等人，1998 ；ffillats和Knox, 1999 ；ffillats等人，2001)。然而，并不清楚产生的所述抗体所针对的任何植物细胞壁成分是否可直接接近来自外部环境的抗体。此外,抗体受其作为适应性免疫系统的组分的性质限制，它们在生理条件下它们的靶结合，其包括严格调节的pH、温度和血液正常渗透压范围。如果考虑将抗体用于靶向输送农用化学品，所述抗体不应只能够在农用化学品制剂中与其在完整活植物上的靶结合，其中生理生化特征基本偏离了生理条件，它们还应该能够足够强地结合以将载体保留在植物上。对任何早先描述的植物结合抗体，已表明不具备这两个关键特征中的任何一个。重链骆驼抗体的可变结构域(VHH)是特别有趣的抗体片段类型，因为他们是很小的15kDa的单链蛋白质，其由于对其靶显示出高度亲和力可被选择。另外，作为小单链分子的性质，VHH是易于生产的并具有超过常规抗体的优越的稳定性特征。然而，目前没有描述结合植物的VHH。另外，尽管已显示共价连接到固体树脂颗粒的VHH可保持它们能够从溶液中捕获抗原的功能(W0 0144301)，仍然没有显示或不可预期VHH对其靶的亲和力足够将载体保留在固体植物表面上。仍存在对特异性输送农用化学品的方法的未满足的需要，其中农用化学品被输送或沉积至完整活植物上的作用位点上或附近，其利用可特异地并强烈地与完整活植物结合并能够将农用化学品或包含所述农用化学品的载体保留在植物上的结合结构域。我们分离了结合结构域，更具体地为含有包含4个框架区(FR)和3个互补决定区(CDR)(根据Kabat定义FR和CDR)的氨基酸序列的结合结构域，其中所述结合结构域能够与完整活植物上的结合位点结合，并且令人吃惊的是，通过这样做能够将农用化学品或包含农用化学品的载体保留在所述植物上。优选地，所述结合结构域在恶劣的条件下(例如不同的温度、pH、盐浓度、水或水分的可用性)保持稳定并保留其结本文档来自技高网...

【技术保护点】

【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：E·扬戴克，P·韦尔赫森，
申请(专利权)人：弗拉芒区生物技术研究所，布鲁塞尔自由大学，E·扬戴克，
类型：
国别省市：