[发明专利]一种磷酸化咪唑类化合物及其制备方法

说明书

本发明涉及一种磷酸化咪唑类化合物及其制备方法，属于生物医药领域。主要技术方案如下：一种磷酸化咪唑类化合物，结构式为：其中：R₁＝H，‑(CH₂)_nCH₃；R₂＝H，‑(CH₂)_nCH₃；A＝‑(CH₂)_n‑，‑(CH₂‑O)_m‑，B＝‑COOH，‑NH₂，‑SH，‑OH；n取自1‑20的任意整数，m取自1‑20的任意整数。本发明制备的磷酸化咪唑类化合物结构更加接近天然磷酸化组氨酸，同时以C‑P键替代天然磷酸化组氨酸中的N‑P键，分子化学稳定性更高。

技术领域

本发明属于生物医药领域，具体的涉及一种磷酸化咪唑类化合物及其制备方法。

背景技术

蛋白质磷酸化是生物体内一种广泛存在的蛋白质翻译后修饰形式，这种氨基酸与磷酸基团共价连接的修饰模式对蛋白质结构和功能起到了重要调节作用。例如，微生物的双组分信号转导系统，该系统由跨膜的受体组氨酸激酶(receptor histidine kinase，RHK)和胞质内的反应调节蛋白(response regulator，RR)组成。当RHK感应到外界环境刺激后，其保守组氨酸残基发生自磷酸化，随后将磷酸基团转移给RR上的保守天冬氨酸残基。RR发生磷酸化后对下游基因的表达进行调控。研究表明双组分信号转导系统不仅对细菌的基本生命活动有调节作用，还参与调控很多病原菌的毒力和耐药机制的产生，与致病性密切相关，被认为是潜在的药物鞭标。

迄今，人们发现9种天然氨基酸(丝氨酸、苏氨酸、酪氨酸、赖氨酸、精氨酸、天冬氨酸、谷氨酸、半胱氨酸和组氨酸)与羟脯氨酸可被磷酸化。磷酸化的方式主要包含4种模式，即O-磷酸化，N-磷酸化，S-磷酸化和酰基磷酸化。目前，针对磷酸化丝氨酸、磷酸化苏氨酸与磷酸化酪氨酸结构类似物的合成以及基于其结构类似物的磷酸化抗体的制备研究的比较多。

磷酸化组氨酸是一种广泛存在的磷酸化氨基酸，磷酸化模式为N-磷酸化，但由于磷酸化组氨酸本身的化学不稳定性，其在生物体内的功能研究受到限制。磷酸化组氨酸中磷酸基团与组氨酸咪唑环上的N原子连接形成磷酰胺键，而磷酰胺结构中的P-N化学键本身非常不稳定。从热力学角度，其水解过程的自由能变化(约为-12～-14kcal/mol)较磷酸酯结构(磷酸化丝氨酸、磷酸化苏氨酸、磷酸化酪氨酸)中的P-O化学键水解过程的自由能变化(约为-6.5～-9.5kcal/mol)高很多；从动力学角度，磷酸化组氨酸对酸较为敏感，在1mol/L盐酸溶液49℃下，游离磷酸化组氨酸的半衰期只有数十秒。因此在传统的研究方法中，磷酸化组氨酸很容易发生水解去磷酸化。

基于磷酸化组氨酸本身的不稳定性，人们考虑设计合成一些结构类似物对其进行模拟。设计合成磷酸化组氨酸结构类似物的主要思路是：(1)合成硫代磷酸化组氨酸及其多肽，该类型化合物在酸性条件下稳定性较高；(2)将咪唑环改造为其他杂环，如呋喃环、三唑环等，将易水解的磷酰胺键改为C-P键。然而，这些结构类似物均存在着一定的局限：(1)单一的组氨酸硫代磷酸化在生物体内无法实现，因为该过程会使所有的组氨酸残基以及其它的亲核残基全部硫代磷酸化；此外，硫代磷酸化只能得到N3异构体，在生化反应中，不是所有的组氨酸激酶都可以使用γ-³⁵S-ATP和γ-³⁵S-thio-GTP作为底物。(2)基于呋喃环和三唑环的结构类似物，虽解决了N-P键稳定性较差的问题，但它们的环结构与天然组氨酸相差较大，以其作为半抗原制备磷酸化组氨酸抗体时，所得抗体的特异性相对较差。由于以上缺点，现有的组氨酸结构类似物还无法在磷酸组氨酸蛋白质译后修饰体的分离和检测方面得以深入应用，磷酸组氨酸蛋白质译后修饰体的功能依然未知。

发明内容

为弥补现有技术的不足，本发明以咪唑环作为结构基础，以性质稳定的C-P键替代N-P键，设计并合成一系列结构更加近似、化学性质更加稳定的磷酸化组氨酸结构类似物。