[发明专利]一种基于高场核磁共振技术检测多肽药物结构的方法

说明书

本发明公开一种基于高场核磁共振技术检测多肽药物结构的方法，涉及多肽药物及其它功能多肽结构检测领域，通过对无标记的多肽样品进行一维核磁共振和二维核磁共振，提取多肽的化学位移归属和空间距离约束和二面角约束，统计距离约束的使用情况，统计结构的角度和距离约束的违约情况，并计算结构的均方根偏差、能量数据和拉氏图数据，得到多肽药物的三维结构。

技术领域

本发明涉及多肽药物及其它功能多肽结构检测领域，尤其涉及一种基于高场核磁共振技术检测多肽药物结构的方法。

背景技术

目前人们已经发现了超过7000个天然多肽在人体荷尔蒙的活动、神经物质的传导、生长因子、离子通道配体和抗感染等生理功能中发挥着关键作用。多肽一般作为高选择性和高效性的信号分子与细胞表面受体或离子通道等相互作用，从而激发细胞内分子的生物功能(Padhi A.,et al.Tuberculosis,2014,94,363-373；Buchwald H.,etal.Surg.Obes.Relat.Dis.,2014,10(5),780-786；Glordano C.et al.,Front.Neurol.,2014,5,63；Robinson S.D.,et al.,PLOSONE,2014,9,e87648)。多肽作为药物，与传统的小分子药物相比，它具有高安全性、高耐受性和高效性的特点；与蛋白质药物相比，它的产物复杂性更低。因此，目前多肽药物是一个新兴并具有很强吸引力的领域。目前大于有140个多肽药物在进行临床测试(Fosgerau K.,et al.,Drug Discovery Today,2015,20,122-128)。而药物的研发与申报，清楚的解析其结构是前提。多肽药物除具有一级序列结构信息外，还具有三维的空间结构信息，且空间结构信息需要在一定的体系中才能够维持，因此对于多肽药物来说，要得到其在近似生理环境下的空间结构才具有实际的使用意义。

液体核磁共振技术作为一种常规的化合物鉴别手段，已经广泛应用于生物、化学、医药、农业等等诸多领域。相对于X-ray晶体衍射技术和低温冷冻电镜技术等其他结构研究的手段来说，液体核磁共振技术研究体系是液体环境，更接近研究对象的真实体系，这一点对于多肽药物来说尤为重要，即液体核磁共振技术可以完成在近似生理环境下研究多肽药物的空间结构。目前使用核磁共振仪器研究多肽药物结构的方法主要有两大类：一类是将其视作传统的药物小分子来研究，这样使用非标记的样品和简单的一维和二维核磁实验来完成。这类方法的优点是样品和实验都比较简单，成本低，但相对于小分子来说，多肽分子量较大，氨基酸种类也不是很多，导致信号重叠比较严重，并且缺乏三维结构的计算方法，最终往往无法得到真实的三维空间结构，结果常以对比样品和标准品核磁共振谱图的形式表述。另一类是以核磁共振研究蛋白质结构的方法来研究多肽结构，使用同位素标记的样品和核磁共振三维实验来解析三维结构。此类方法的优点是一旦拿到样品就能够得到较好的三维结构，但是多肽样品需要进行同位素标记。如果通过生物合成的方法进行标记，不仅成本高，而且纯化过程往往比蛋白质纯化还复杂，如果用化学合成的方法标记，所用的所有试剂都需要用同位素标记的试剂，再考虑到每一步合成产率的问题，成本高到绝大多数的研究者无法负担。另外，此类方法需要采集三维的核磁共振实验，使用的机时较多，往往一个样品需要一周以上的时间，测试的成本也较高。

发明内容

本发明的目的是提出一种基于高场核磁共振技术检测多肽药物结构的方法，能够使用低成本、简单非标记的样品和简单的一维(1D)和二维(2D)核磁共振实验，得到多肽药物的三维空间结构。

针对上述目的，本发明通过以下技术方案实现：

一种基于高场核磁共振技术检测多肽药物结构的方法，包括以下步骤：