[发明专利]一种谷氨酸衍生物及其合成方法和应用

说明书

本发明公开了一种谷氨酸衍生物及其合成方法和应用，其中谷氨酸衍生物分子结构如下所示：本发明首先通过商业购买的N‑(9‑芴甲氧羰基)‑D‑谷氨酸1‑叔丁酯与alpha‑溴‑4‑甲氧基苯乙酮进行取代反应，然后脱除谷氨酸主链羧基保护基叔丁酯即可获得侧链上带有光敏基团的谷氨酸衍生物。本发明的谷氨酸衍生物能够兼容多肽固相合成，用于制备生产各种需要光控保护基团的多肽。

技术领域

本发明涉及一种兼容固相合成的侧链上带有光敏对甲氧基苯甲酰基团的谷氨酸衍生物及其合成方法和应用，属于蛋白质合成技术领域。

背景技术

光笼肽和蛋白质，其生物学功能被可光裂解的保护基团抑制，可在光照射下恢复其活性。这些化合物被广泛用于探测和阐明复杂的生物过程，因为光照可以在空间、时间和幅度方面以非侵入性方式精确控制。目前已经报道了丝氨酸、苏氨酸、酪氨酸、半胱氨酸、赖氨酸、精氨酸、谷氨酰胺、天冬氨酸和谷氨酸(Glu)的侧链笼形式。在这些功能中，羧酸基团在蛋白质活性和蛋白质与其他生物大分子或小分子的相互作用中起重要作用。已经开发了羧酸部分笼罩的肽和蛋白质衍生物来研究生化机制和蛋白质-蛋白质/配体相互作用。

例如，文章(J.Am.Chem.Soc.1991,113,2758–2760.)报道了一种在活性位点Asp20中含有天冬氨酰b-硝基苄酯的可光活化噬菌体T4溶菌酶来触发酶促反应的方法。同样，文章(J.Am.Chem.Soc.2013,135,4580–4583.)报道了将一个光不稳定的封闭基团引入PDZ结构域配体的基本C末端羧酸盐的方法，以利用突触PDZ结构域介导的相互作用。

通常，笼状肽通过标准固相肽合成(SPPS)方法合成，这为设计笼状肽和蛋白质衍生物提供了最大的灵活性。文章(J.Biomed.Mater.Res.PartA 2013,101A,787–796)通过用2-硝基苄基(2-NB)修饰Asp的羧酸，生成了一种含有“RGD”的可光活化肽。然而，2-NB的光化学和光物理特性限制了其在生物过程中的进一步应用。文章(Peptides 2007,28,1074–1082.)报道的4,5-二甲氧基硝基苄基(DMNB)虽然具有改善的光化学性质，但由于Asp(ODMNB)和Glu(ODMNB)形成天冬酰胺和吡咯烷酮副反应，在Fmoc SPPS过程中未能将其引入侧链羧酸。文章(Tetrahedron Lett.,56(2015),pp.4582-4585)报道了一种通过4-甲氧基-7-硝基二氢吲哚(MNI)修饰衍生Asp和Glu来合成光笼肽的方法。MNI笼组具有优异的光化学性质和快速的光解动力学，但是合成步骤却较为繁琐。

因此，仍然需要新的与Fmoc兼容的方法来简单快捷地生成具有良好光化学性质的侧链羧基封闭肽/蛋白质。

发明内容

本发明针对上述现有技术所存在的不足，提供了一种兼容固相合成的侧链上带有光敏对甲氧基苯甲酰基团的谷氨酸衍生物及其合成方法和应用。

本发明首先通过商业购买的N-(9-芴甲氧羰基)-D-谷氨酸1-叔丁酯与alpha-溴-4-甲氧基苯乙酮进行取代反应，然后脱除谷氨酸主链羧基保护基叔丁酯即可获得侧链上带有光敏基团的谷氨酸衍生物。本发明的谷氨酸衍生物能够兼容多肽固相合成，用于制备生产各种需要光控保护基团的多肽。

本发明谷氨酸衍生物，简记为Fmoc-Glu(cage)-OH，其结构式如下所示：

本发明首先通过商业购买的N-(9-芴甲氧羰基)-D-谷氨酸1-叔丁酯与alpha-溴-4-甲氧基苯乙酮进行取代反应，然后脱除谷氨酸主链羧基保护基叔丁酯即可获得侧链上带有光敏基团的谷氨酸衍生物。合成路线如下所示：

本发明谷氨酸衍生物Fmoc-Glu(cage)-OH的合成方法，具体包括如下步骤：

步骤1：化合物I的合成