[发明专利]一种基于缺电子苯甲醛的无催化剂腙连接多肽或蛋白质化学修饰方法

说明书

本发明提供了一种无催化剂添加的腙连接多肽或蛋白质修饰方法，所述方法包括下述步骤：在水相缓冲液的条件下，以式III所示的缺电子的苯甲醛类化合物作为亲电试剂，以式II所示的多肽或蛋白质的酰肼作为亲核试剂进行腙连接反应，得到具有通式I所示的结构的腙连接产物，其中，在式III中，R为结构多变的取代基，例如，甲基、荧光分子取代基、药物分子取代基等。本发明还提供式III的缺电子的苯甲醛类化合物以及通过所述腙连接多肽或蛋白质修饰方法得到的由缺电子的苯甲醛类化合物修饰的多肽或蛋白质。

技术领域

本发明属于多肽和/或蛋白质的化学修饰技术领域，具体而言，本发明涉及一种基于缺电子苯甲醛类化合物的无催化剂添加的腙连接多肽或蛋白质化学修饰方法。

背景技术

多肽及蛋白质化学修饰从无到有发展至今一直都是化学生物学领域中极为重要的一个部分(Angew.Chem.Int.Ed.2009，48，6974.)。腙连接反应因其良好的生物正交性在多肽及蛋白质化学修饰领域有广泛应用。目前应用腙连接方法进行多肽及蛋白质修饰的方法主要有以下几种：

(1)基于苯胺或苯胺类催化剂催化的腙连接反应。多肽及蛋白质修饰反应需要在中性条件下进行，然而腙连接反应在不外加催化剂时在中性pH下的反应效率极低，而外加入苯胺或者苯胺类催化剂可以极大的提高腙连接反应在中性pH下的反应效率(Angew.Chem.，Int.Ed.2006，45，7581.)。然而，催化剂的用量较多，会增加反应体系的复杂性，并且苯胺类物质还具有较高的生物毒性。因此，在实践中，这种外加入催化剂的腙连接方法的应用受到很大的限制。

(2)基于快速反应试剂的无催化剂添加的腙连接反应。通过优化腙连接反应的底物分子结构获得快速反应试剂，这种结构优化的试剂可在不添加催化剂的中性pH下进行高效的腙连接反应。常见的应用快速反应试剂的腙连接反应有下述三种：第一种是基于喹啉-8-甲醛或者吡啶-2-甲醛的腙连接反应，这两种化合物可以在中性条件下与苯肼高效反应(J.Am.Chem.Soc.2013，135，17663.)；第二种是基于磷酸吡哆醛的腙连接反应，这种化合物可以进一步携带荧光分子，并对蛋白质实现腙连接反应修饰(Bioconjugate Chem.2012，23，2329.)；第三种是基于邻氯苯甲醛的腙连接反应，这种化合物也可进一步携带荧光分子，并对多肽及蛋白质实现腙连接反应修饰(Chem.Commun.2015，51，13189.)。

迄今为止，传统的腙连接反应因需要添加毒性催化剂，而被限制了应用范围。新型的无催化剂添加的腙连接反应的方法虽然有不少，但是能便捷普适的用于肽和/或蛋白质修饰的方法却不多，有些方法仅仅实现模型分子层面的反应，有些则只能对多肽及蛋白质进行简单的荧光分子的修饰。因此，本领域仍然需要研发快速、高效的无催化剂添加的腙连接多肽和/或蛋白质修饰方法。

发明内容

为了克服现有的腙连接多肽和/或蛋白质修饰方法的缺点，本发明的目的是研发一种快速、高效的无催化剂添加的腙连接多肽和/或蛋白质修饰方法。

具体而言，本发明人通过在2-氯苯甲醛的对位引入了拉电子取代基(烯烃双键)使醛基具备缺电子性，进而提高醛基反应活性。该类缺电子苯甲醛类化合物可作为一种快速反应试剂用于无催化剂添加的腙连接反应，通过借助这种快速反应试剂或其衍生物对多肽或蛋白质进行复杂分子的修饰。利用这种方法，本发明不仅能够实现多肽或蛋白质的简单分子修饰(如荧光分子)，还可以实现对于蛋白质进行复杂药物分子的修饰反应。因此，本发明提供了一种高效便捷且普适性好的无催化剂添加的腙连接多肽或蛋白质修饰方法。在此基础上，本发明人完成了本发明。

在第一方面，本发明提供一种无催化剂添加的腙连接多肽或蛋白质修饰方法，所述方法包括下述步骤：

在水相缓冲液的条件下，以式III所示的缺电子的苯甲醛类化合物作为亲电试剂，以式II所示的多肽或蛋白质的酰肼作为亲核试剂进行腙连接反应，得到具有通式I所示的结构的腙连接产物。反应式示意如下：