[发明专利]一种可用于合成靶向抗肿瘤药物的氨甲酰美登醇及其合成方法与应用

说明书

本发明涉及一种可用于合成靶向抗肿瘤药物的氨甲酰美登醇及其合成方法与应用。本发明构建了细菌美登木素基因簇asc的途径特异性正调控因子基因ascR4和氨甲酰基转移酶基因asc21b的共表达载体，实现了在珍贵橙色束丝放线菌突变株中异源共表达，进而制备氨甲酰美登醇的目的，并且使得氨甲酰美登醇的产量达到了8.3mg/L，提高了30.7倍，有效克服了现有技术中存在的产量低的问题，可以降低美登木素抗体偶联物药物的生产成本，并促进这类药物的研究、生产和临床应用。

技术领域

本发明涉及一种可用于合成靶向抗肿瘤药物的氨甲酰美登醇及其合成方法与应用，属于天然药物化学与医药应用技术领域。

背景技术

癌症是全球性的公共健康问题，因此长期以来抗肿瘤药物都是创新药物研发关注的一个热点领域。美登木素属于安莎类抗生素，是已知天然产物中活性最强的微管蛋白抑制剂，对多种肿瘤细胞和实体瘤系统都有很强的抑制活性，是著名的药物先导，在抗肿瘤药物的研发中备受关注。

2013年，FDA批准了美登木素抗体药物偶联物ado-trastuzumab emtansine(T-DM1)的上市，应用于人表皮生长因子受体2(HER2)阳性乳腺癌的临床治疗。2020年1月，T-DM1(商品名赫赛莱，通用名注射用恩美曲妥珠单抗)在我国获批上市，用于治疗接受新辅助治疗后仍有残存病灶的HER-2阳性乳腺癌。抗体药物偶联物(antibody drug conjugates，ADC)由抗体或抗体片段通过连接体(linker)与“弹头”药物连接而成，可以特异性识别肿瘤细胞表面的抗原表位，避免对正常细胞的杀伤。T-DM1可以避免美登木素产生的神经毒性，使其具有更优越的安全性和耐受性。

根据来源不同，美登木素可以分为植物美登木素和细菌美登木素两大类。植物来源美登木素的产量极低，无法满足大规模生产应用的需求。微生物来源的细菌美登木素，即安丝菌素，与植物美登木素具有相似的化学结构，且产量相对较高，为解决这一问题提供了契机。然而，安丝菌素的C-3位一般为酰基，无法与抗体直接进行偶联，需要通过多个步骤的半合成才能得到具有偶联基团的“弹头”。这些反应步骤的副反应复杂、产率较低，造成昂贵原料的浪费，是导致T-DM1价格高昂的重要因素之一。因此，如何应用微生物高效制造可用于合成靶向抗肿瘤药物的美登木素类化合物是抗肿瘤药物研究领域一个亟待解决的问题。微生物中次级代谢产物的产生受到复杂而严谨的调控，为了提高目标化合物的产量，需要寻找途径特异性调控因子。

发明内容

基于前期对氨甲酰基转移酶Asc21B的研究发现，Asc21B可以在安丝菌素产生菌橙色珍贵束丝放线菌Actinosynnema pretiosum ATCC 31565突变株HGF052体内合成C-3位为氨甲酰基的衍生物，并展现出良好的抗肿瘤活性(Organic Letters,2019,21(15):5823-5826.)。为进一步提高这类化合物的产量，本发明提供一种可用于合成靶向抗肿瘤药物的氨甲酰美登醇及其合成方法与应用。本发明的目标在于通过生物合成高效制备可用于合成ADC的氨甲酰美登醇，将推动美登木素抗体偶联药物的研发和临床应用，对于发现高特异性且具有自主知识产权的新型抗肿瘤药物具有重要意义。

本发明的技术方案如下：

一种可用于合成靶向抗肿瘤药物的氨甲酰美登醇，其化学结构如下所示：

上述氨甲酰美登醇的合成方法，包括以下步骤：

(1)将能够表达氨甲酰基转移酶基因asc21b和正调控因子基因ascR4的基因工程菌HGF052+pSET5035n-ascR4-asc21b在ISP4固体培养基上划线活化，于30℃下培养3～5天，得到活化好的菌种；

(2)挑取活化好的菌种接种到YMG固体培养基上，于28～30℃下发酵培养9～12天，得到固体培养物；