[发明专利]含氟烷基链连接的多肽及其在多肽胞内递送中的应用

说明书

本发明公开了一种含氟烷基链连接的多肽及其在多肽胞内递送中的应用，所述含氟烷基链连接的多肽由含氟烷基链和多肽组成，所述含氟烷基链共价连接在多肽的任意位点上，所述多肽为序列长度小于等于50个氨基酸的多肽；所述含氟烷基链为含不同数量氟原子的烷基直链；所述含氟烷基链连接的多肽可以直接内吞进入细胞发挥多肽功能，无需载体辅助。本发明提供的含氟烷基链连接多肽可以高效率的递送多肽入胞，对不同分子量、亲疏水性、等电点和氨基酸长度的多肽均有效，并且可以保持药物多肽的生物活性，同时对细胞产生的毒性小，具有良好的生物相容性。

技术领域

本发明属于生物技术、高分子化学、细胞生物学等领域，具体涉及含氟烷基链连接的多肽及其在多肽胞内递送中的应用。

背景技术

多肽胞内递送是指将外源多肽分子递送到细胞质中，从而实现细胞生物学功能的调控、疾病的治疗等作用。多肽是天然蛋白的功能性片段，通常是在研究者们通过分子生物学技术分析天然蛋白时发现的。这些功能性片段虽然体积小，结构简单，但是在某些情况下具有能够与蛋白质相媲美的生物活性。近年来，越来越多的多肽被用来治疗细菌和病毒感染、癌症和血管疾病。与主导制药业的传统化学药品相比，多肽具有高选择性和良好的生物相容性。然而，由各种氨基酸通过酰胺键组成的多肽，在体内极易被酶降解，致其体内半衰期短，难以达到治疗效果，阻碍了多肽药物的临床转化。此外，由于大多数药物多肽不能穿透细胞膜，目前的药物多肽仅局限于细胞外靶点，如细胞表面受体、离子通道和分泌蛋白等。将细胞穿膜肽，如TAT或R8，与功能多肽结合是最广泛采用的促进多肽胞内递送的策略。然而，细胞穿膜肽修饰的多肽通常通过内吞途径被细胞内化，并可能在细胞内运输过程中被降解或包裹在内含体中不能释放。这些经过细胞穿膜肽修饰的多肽仍然容易被酶降解，不得不通过环化等化学修饰来提高其蛋白水解的稳定性和细胞膜的通透性。载体可以将蛋白靶点为胞内的多肽递送到胞质中，目前多肽胞内递送的载体主要包括聚合物、脂质体、高分子载体和无机纳米颗粒等。此外，多肽本身也可以通过超分子组装或基因工程制备成纳米结构，以提高蛋白水解稳定性和细胞内化。尽管以上方法具备一定的优点，但开发一种简便、可靠、可以克服胞内和胞外多种障碍的多肽胞内递送策略仍是一项具有挑战性的任务。

大量研究表明，将疏水组分如烷基链、胆固醇、疏水氨基酸等结合到多肽的骨架上可以促进其膜的通透性。这些疏水组分的引入构建了可以自组装成各种纳米结构的两亲性肽，这不仅改善了多肽的内吞作用和内含体逃逸，而且改善了它们的蛋白水解稳定性。但是由于多肽种类多样，分子量、空间结构、带电状态、亲疏水性差异巨大，单单依靠烷基链很难做到普适、高效的递送多种多肽。

发明内容

为了解决现有技术中多肽酶稳定性和普适高效的胞内递送问题，基于含氟烷基链修饰的高分子已被证实具备高效的基因或蛋白质胞内递送效率和血清稳定性的特性，本发明设想将含氟烷基链与多肽共价连接后，组装成纳米粒并提高多肽的蛋白水解稳定性和胞内递送效率。针对以上设想，含氟烷基链连接的多肽可以解决多肽酶稳定性和普适高效的胞内递送问题。一方面含氟烷基链既疏水又疏油，在水相、磷脂相以及蛋白质溶液中均维持良好的稳定性，易于穿透细胞膜，提高多肽内吞效率；另一方面多肽可借助含氟烷基链亲氟效应和疏水性驱动自组装，提高其酶稳定性。本发明利用这一原理，设计合成了一类含氟烷基链连接的多肽，这些多肽可以自组装成均一的纳米粒子并且具备良好的酶稳定性和高效的胞内递送效率。

本发明创新地提供了一类含氟烷基链连接的多肽。这类含氟烷基链连接的多肽胞内递送效率高，递送到细胞内的多肽仍具有生物活性，并且具有较好的酶稳定性。同时对细胞产生的毒性小，具有良好的生物相容性。

本发明提供了一类含氟烷基链连接的多肽，所述含氟烷基链连接的多肽包括含氟烷基链和多肽，所述含氟烷基链通过共价键连接在多肽的任意位置上。

所述含氟烷基链连接的多肽的结构如式(1)所示：

CF₃(CF₂)_n-(CH₂)_m-X-R

式(1)