[发明专利]一种生物大分子偶联物及其制备方法和用途

说明书

本发明涉及生物大分子偶联物的制备方法，其包括以下步骤：(a)提供含有醛基的生物大分子，生物大分子包括蛋白质和多肽；(b)提供米氏酸的酰胺衍生物；和(c)将含有醛基的生物大分子与米氏酸的酰胺衍生物进行偶联反应，得到生物大分子偶联物。本发明还涉及具有通式I的米氏酸的酰胺衍生物和通过上述制备方法得到的生物大分子偶联物。本发明的方法反应条件温和、反应速率快、反应产物稳定，能够实现小分子化合物(药物、荧光团、聚合物)的定点偶联和蛋白质的定向固载，对蛋白质的结构和功能无不利影响。

技术领域

本发明涉及生物化学领域，具体地涉及生物大分子偶联物及其制备方法和用途。

背景技术

蛋白质的定点偶联是制备蛋白质药物、诊断成像试剂和生物功能化材料的关键技术。由于醛基良好的生物正交性，其被广泛用作蛋白质定点偶联的官能团。

现有的醛基修饰技术大多采用基于氨基、肼基或氧氨基的亲核试剂作为醛基的偶联试剂，但其具有反应条件剧烈、反应速率慢和产物稳定性低等缺点。由于基于氨基、肼基或氧氨基的亲核试剂具有较小的亲核性(较大的pKa值)，因此反应只能在酸性条件下较慢进行；所形成的是不稳定的碳氮双键，在酸性条件下易水解从而不稳定。特别地，专利US5633351A和EP0913691A1公开了基于希夫碱的蛋白质醛基偶联方法，但该反应可逆，反应效率慢并且产物易水解不稳定。其它蛋白质醛基偶联反应通常需要有机溶剂的存在，对蛋白质的结构和功能保持极为不利(参见非专利文献：J.Am.Chem.Soc.,2010,132,9546–9548；Chem.Commun.,2011,47,9066–9068；Chem.Commun.,2012,48,11079–11081；Org.Lett.,2015,17,1361–1364)。

另外，非专利文献(Org.Lett.2020April 03；22(7):2626–2629)报道了基于米氏酸衍生物作为迈克尔加成受体用于蛋白质赖氨酸修饰的方法。另外，专利US5243053A和EP0206673A2公开了米氏酸衍生物的制备及一系列衍生物。另外，专利EP0578849A1和非专利文献(Tetrahedron Letters,1978,19(20):1759-1762)公开了米氏酸和醛基反应在有机合成中的应用。

特别地，专利US5633351A、EP0913691A1公开了基于希夫碱的蛋白质醛基偶联方法，但该反应可逆，反应效率慢并且产物易水解不稳定。其它蛋白质醛基偶联反应通常需要有机溶剂的存在，对蛋白质的结构和功能保持极为不利(参见J.Am.Chem.Soc.,2010,132,9546–9548；Chem.Commun.,2011,47,9066–9068；Chem.Commun.,2012,48,11079–11081；Org.Lett.,2015,17,1361–1364)。非专利文献(Omar Boutureira等人，Chem.Rev.2015,115,2174-2195)综述了现有的蛋白质非定点不可控修饰造成产物不均一、对蛋白质结构和功能影响大以及反应重现性差的缺点。

针对现有技术存在的蛋白质醛基偶联策略的反应条件剧烈、反应效率低和产物不稳定，以及产物不均一、对蛋白质结构和功能影响大以及反应重现性差的技术问题，需要开发一种生物大分子偶联物及其制备方法和用途来解决这些技术问题，使得醛基偶联反应条件温和、反应速率快、反应产物稳定并且实现蛋白质的可控定点修饰以对蛋白质的结构和功能无不利影响。

发明内容

针对现有技术中存在的上述缺点，一方面，本发明提供一种生物大分子偶联物的制备方法，其包括以下步骤：

(a)提供含有醛基的生物大分子，所述含有醛基生物大分子包括蛋白质和多肽；

(b)提供米氏酸的酰胺衍生物；

(c)将含有醛基的生物大分子与米氏酸的酰胺衍生物进行偶联反应，得到生物大分子偶联物。