[發明專利]一種基于BODIPY的熒光氨基酸及其合成方法與應用

有效

• 申請號: 201510814502.2
• 申請日: 2015-11-20
• 公開（公告）號: CN105254655A
• 公開（公告）日: 2016-01-20
• 發明（設計）人: 喻艷華;董長治;付成;喻冰潔;羅會秀;張冬冬;陳俊杰;舒婷婷
• 申請（專利權）人: 江漢大學
• 主分類號: C07F5/02
• 分類號: C07F5/02;C09K11/06;G01N21/64
• 代理公司: 武漢開元知識產權代理有限公司 42104
• 代理人: 俞鴻;王虹

技術領域

本發明涉及醫學生物工程領域，具體地指一種基于BODIPY的熒光氨基酸及其合成方法與應用。

背景技術

蛋白質作為構成生命體系的三大物質基礎之一，幾乎參與著生命活動的每一個環節，在生命的誕生、成長和繁衍過程中起著決定性的作用。許多疾病的發生也與多肽、蛋白質在體內發生變異有著密切的關系。因此選擇與重大疾病密切相關的蛋白質、多肽以及氨基酸殘基作為靶標，發展具有高選擇性，高靈敏度的檢測方法，對生命奧秘的揭示，疾病的早期診斷與藥物的篩選有著重大的意義。

目前診斷多肽及蛋白質的檢測方法主要有免疫標記法，同位素標記法和熒光檢測法等。免疫標記法很難實現對活體的檢測，同位素標記法具有放射性危害，需要專門的人員操作。相對而言，熒光檢測法因其具有靈敏度高、選擇性好，動態響應范圍寬，能在活體內檢測等優點在蛋白質檢測中得以廣泛應用。熒光檢測法根據靶向蛋白的結構和性質設計多肽熒光探針，根據熒光光譜的變化來檢測目標對象，它是痕量蛋白檢測的重要方法。

構建多肽熒光探針需要考慮兩個方面問題：一，多肽的氨基酸系列和結構；二，用于標記的熒光基團。已知的多肽及蛋白質的二級結構主要有β-turn，β-sheet和α-helix。通過合成β-turn模擬物并將其引入到一個多肽序列中，從而誘導β-sheet結構的形成，這類工作已多有報道[(a)Robinson,J.A.；Thedesign,synthesisandconformationofsomenewβ-hairpinmimetics:novelreagentsfordrugandvaccinediscovery.Synlett,1999,4,429-441.(b)Souers,A.J.；Ellman,J.A.β-turnmimeticlibrarysynthesis:scaffoldsandapplications.Tetrahedron,2001,57,7431-7448.]。

目前，用熒光基團進行標記主要采用兩種方法：一，首先合成多肽，然后在此多肽上通過化學方法引入熒光標記基團。此方法比較繁瑣，需要考慮到熒光基團標記的位點和可行性。二，首先合成熒光氨基酸(通過在側鏈上導入熒光基團)，然后將其作為一個結構單元直接用于多肽合成。兩種方法各有優缺點，前者是在多肽合成后才考慮導入熒光基團，它可以直接連到某個氨基酸的殘基上，也可以通過搭橋連到多肽的末端，不足之處是熒光基團的引入有時會影響多肽的生物活性，經常需要優化才能得到理想的標記肽，即耗時，又耗力；第二種方法可以將熒光基團靈活且準確地標記在多肽的特殊位點上，因此成為多肽熒光標記領域新的發展方向。

發明內容

本發明的目的就是要解決上述背景技術的不足，提供一種具有β-turn模擬物特性的、基于BODIPY的熒光氨基酸及其合成方法與應用，該氨基酸不僅可以直接用于多肽的合成，制備熒光標記多肽，在結構上還可以誘導該多肽形成穩定的β-sheet二級結構。

為實現上述目的，本發明采用下述技術方案：

一種基于BODIPY的熒光氨基酸，其特征在于，結構通式如下式(I)所示。

其中，R為-CH₃、-H、-F、-Cl、-Br、-I中的一種，

R₁為-H、-CH₃、-CH₂CH₃、-NO₃、-F、-Cl、-Br、-I中的一種，

R₂為-H、-CH₃、-CH₂CH₃、-NO₃、-F、-Cl、-Br、-I中的一種。

優選的，具有如下的結構之一。

本發明還提供具有上述結構的熒光氨基酸的合成方法，其特征在于，所述合成過程如下所示。

其中化合物1為通式(I)中R＝-H、R₁＝-H、R₂＝-H時的結構。

優選的，合成步驟為：

a.中間體I-1的制備：

氮氣氣氛下，吡咯、苯甲醛、三氟乙酸TFA混合室溫下攪拌1-2h，經后處理得到固體中間體I-1；

b.中間體I-2的制備：