[发明专利]一种线粒体靶向透膜环肽及其制备方法和用途

说明书

本发明公开了一种线粒体靶向透膜环肽及其制备方法和用途，其中线粒体靶向肽的结构如下：本发明线粒体靶向透膜环肽能够专一性靶向细胞线粒体，共聚焦倒置荧光显微成像实验表明本发明结构对Hela细胞有良好的透膜性，与商业线粒体染料的共定位系数Pr＝0.74，此结构能够高效的靶向定位到线粒体。

技术领域

本发明涉及一种线粒体靶向透膜环肽的化学合成，以及线粒体靶向透膜环肽在活性物质递送方面的应用。

背景技术

线粒体的主要功能是高效地将有机物中储存的能量转化为细胞生命活动的直接能源，供细胞生命活动的需要。作为动物细胞呼吸的主要场所，线粒体有着“动力工厂”的美誉。线粒体在维持细胞的正常活动发挥着至关重要的作用。线粒体参与着细胞生命过程的多个环节，包括细胞生理学、活性氧的产生、钙稳态和细胞程序性凋亡。线粒体功能异常与多种疾病的发生密切相关，如：脑坏死、心肌病、肿瘤、不育、帕金森综合征等。细胞膜的选择通透性和线粒体双层膜的高负膜电势，成为大分子生物活性物质进入线粒体的巨大屏障。生物活性物质无法靶向递送到线粒体，使得线粒体相关疾病的治疗难以攻克。随着靶向线粒体的分子工具的发展，实现了对线粒体选择性生物成像。使得功能性干预和治疗线粒体相关疾病成为可能。

过去的几十年时间里，人们在不断探索，如何将不同种类的生物活性物质靶向递送到线粒体，来实现对有关线粒体疾病的调控和治疗。通过人们一步步的努力。目前，将药物靶向地传递到线粒体的最常见的方法是将亲脂阳离子(如烷基三苯膦基)与感兴趣的药物基共价连接。纳米颗粒以及天然和合成线粒体靶向肽载体，也被用于线粒体小分子的传递。不同种类的活性生物分子，需要不同种类和结构的载体来实现靶向递送的目的。线粒体靶向技术的发展，为研究线粒体生理和功能障碍，以及线粒体与其他亚细胞细胞器之间的相互联系打开了一扇新窗口，对于治疗各种线粒体相关疾病提供了一个新思路。值得我们注意的是，以线粒体靶向肽作为传递支架，具有其独特的优势，如易于合成、可调性、生物相容性以及在细胞和体内的高摄取等特性。简单的固相合成法能够实现不同序列的合成，多样的侧链基团可以满足不同类型物质的修饰。由于其简单和模块化的合成和多个可供修饰的结构位点，这些肽是非常适合交付不同类型的货物。

Kelley和他的同事开发出的由非天然氨基酸—环已基丙氨酸和D型精氨酸组成的阳离子肽表现出较好的线粒体靶向能力。运用这一结构已成功的将抗肿瘤药物(Dox)、siRNA、质粒DNA等生物活性分子成功运输到线粒体，通过对肽序列的修改或者引入人工合成的氨基酸侧链，可以提高其特异性。然而，即使是最小的序列改变也可以对肽的穿膜输送活性造成巨大影响。因此，优化和提供多样的线粒体靶向肽，对生物活性分子的递送和线粒体疾病的治疗有非常重要的意义。

发明内容

本发明针对线粒体靶向肽不易修饰的缺点，旨在提供一种线粒体靶向透膜环肽及其制备方法和用途。本发明通过对已报道的线粒体透膜肽的优化，以便形成一种结构更加稳定、可修饰性高的线粒体靶向肽。另外，本发明还对筛选出来的线粒体穿透肽进行细胞成像实验。与商业线粒体染料进行对比，来评测线粒体穿透肽的穿透细胞膜的效果。

本发明线粒体靶向透膜环肽，简记为CMPP-1，其结构通式如下式I所示：

本发明线粒体靶向透膜环肽的制备方法，包括如下步骤：

步骤1：合成酰肼树脂

将2-Cl-Trt-Cl树脂200mg加入2mL DMF中溶胀，在冰浴以及搅拌的条件下滴加266uL DIEA(N,N-二异丙基乙胺)、80uL水合肼和800uL DMF的混合溶液，冰浴下搅拌20min，然后将体系转移至常温下搅拌反应70min，加入40uL甲醇结束反应；将得到酰肼-Trt(2-Cl)树脂转移至沙芯漏斗中，依次用DMF、MeOH、乙醚充分洗涤3-5次，真空干燥1h。

步骤2：CMPP-1的合成方法