[發(fā)明專利]一種糖苷鍵質(zhì)譜碎裂型化學(xué)交聯(lián)劑及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711290341.7
• 申請日: 2017-12-08
• 公開（公告）號: CN109897078B
• 公開（公告）日: 2022-08-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張麗華;高航;趙群;趙麗麗;江波;張玉奎
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所
• 主分類號: C07H15/26
• 分類號: C07H15/26;C07H15/04;C07H13/04;C07H1/00;G01N33/68
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標(biāo)代理有限公司 21002
• 代理人: 馬馳

本發(fā)明涉及一種以二糖為骨架結(jié)構(gòu)的化學(xué)交聯(lián)劑及其制備方法，本發(fā)明交聯(lián)劑包括兩類結(jié)構(gòu)，一類是以海藻糖為骨架結(jié)構(gòu)的不具有富集功能的化學(xué)交聯(lián)劑，另一類是以麥芽糖、纖維二糖及乳糖為骨架結(jié)構(gòu)的具有富集功能的化學(xué)交聯(lián)劑。本發(fā)明交聯(lián)劑具有以下特點：1)具有琥珀酰亞胺酯結(jié)構(gòu)單元，能夠高效溫和地與蛋白質(zhì)、多肽賴氨酸末端或N端氨基發(fā)生反應(yīng)；2)具有糖苷鍵質(zhì)譜碎裂位點，簡化交聯(lián)肽的數(shù)據(jù)處理；3)具有化學(xué)富集基團，實現(xiàn)交聯(lián)肽高通量、高靈敏度分析。本發(fā)明二糖交聯(lián)劑應(yīng)用于蛋白質(zhì)組學(xué)領(lǐng)域，為實現(xiàn)復(fù)雜樣品中蛋白復(fù)合體的規(guī)模化分析、蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)及蛋白質(zhì)?蛋白質(zhì)相互作用提供技術(shù)支撐。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種以二糖為骨架結(jié)構(gòu)的化學(xué)交聯(lián)劑及其制備方法。本發(fā)明交聯(lián)劑具有明確的糖苷鍵質(zhì)譜碎裂位點，具體包括兩類結(jié)構(gòu)：一類是以海藻糖為骨架結(jié)構(gòu)的不具有富集功能的化學(xué)交聯(lián)劑；另一類是以麥芽糖、纖維二糖及乳糖為骨架結(jié)構(gòu)的具有富集功能的化學(xué)交聯(lián)劑，其中富基集團包括炔基、疊氮及生物素單元。該發(fā)明屬于有機合成技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

近年來，化學(xué)交聯(lián)劑結(jié)合質(zhì)譜技術(shù)興起，成為一種研究蛋白質(zhì)復(fù)合物結(jié)構(gòu)以及蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)相互作用的有力工具。該方法相比酵母雙雜交、免疫共沉淀、蛋白質(zhì)結(jié)晶X射線衍射等傳統(tǒng)方法(Trends Biotechnol,2016,34, 825-834.；Journal of CellularBiochemistry,2016,117,2109-2117.)具有分析迅速、靈敏度高、通量高及可處理復(fù)雜蛋白樣品等優(yōu)點，因而成為持續(xù)增長的新的研究熱點(Current Opinion in ChemicalBiology,2005,9,509–516；Mass Spectrometry Reviews,2010,29,862-876；AnalyticalChemistry,2016,88, 7930-7937.)。

化學(xué)交聯(lián)劑的設(shè)計與合成，為化學(xué)交聯(lián)劑結(jié)合質(zhì)譜技術(shù)提供重要的技術(shù)支撐。一般而言，化學(xué)交聯(lián)劑包含兩個反應(yīng)活性基團以及合理的間隔臂長。目前反應(yīng)活性基團最常采用的是琥珀酰亞胺酯結(jié)構(gòu)，可以特異性地與蛋白質(zhì)或多肽賴氨酸末端或N端氨基反應(yīng)，反應(yīng)條件溫和、高效。交聯(lián)反應(yīng)后的蛋白質(zhì)再經(jīng)過酶解即可得到交聯(lián)肽，但是交聯(lián)肽在常規(guī)肽(未交聯(lián)的多肽)中占有率小，豐度低。為實現(xiàn)交聯(lián)肽的高通量分析，人們在交聯(lián)劑的設(shè)計過程中引入富集基團。目前較為常見的富集基團包括炔基、疊氮以及生物素基團(Journal ofProteome Research,2009,8,3702-3711；Journal of the American Chemical Society,2003,9,241625)。其中炔基可以與含有疊氮的磁球發(fā)生點擊化學(xué)反應(yīng)，實現(xiàn)交聯(lián)肽高效富集；同理，疊氮可以與含有炔基的磁球發(fā)生點擊化學(xué)反應(yīng)，實現(xiàn)交聯(lián)肽高效富集；生物素單元可以采用含有鏈霉親和素的磁球，實現(xiàn)交聯(lián)肽高效富集。

最近，可碎裂的化學(xué)交聯(lián)劑成為一種新的設(shè)計理念。在交聯(lián)劑中引入碎裂位點可以有效地促進交聯(lián)位點的鑒定。根據(jù)碎裂方法的不同，交聯(lián)劑可分為化學(xué)碎裂交聯(lián)劑和質(zhì)譜碎裂交聯(lián)劑。前者的碎裂發(fā)生在交聯(lián)肽進入質(zhì)譜儀之前，而后者的碎裂發(fā)生在質(zhì)譜的二級碎裂中。化學(xué)碎裂方法通常采用化學(xué)試劑的氧化或還原方式碎裂，這種碎裂方式不僅增加了樣品的處理步驟還引入了化學(xué)試劑的影響，而質(zhì)譜碎裂方式步驟簡單、碎裂可控并帶有特定的碎裂標(biāo)簽，因而更具研究前景(Analytical Chemistry,2006,78, 8059-8068.)。

將碎裂位點插入交聯(lián)劑兩個反應(yīng)基團之間，在質(zhì)譜中交聯(lián)肽可發(fā)生碎裂，成為兩條單獨的、被交聯(lián)劑殘片修飾的多肽，可以巧妙地將交聯(lián)肽的數(shù)據(jù)處理問題由復(fù)雜的兩條肽簡化成為一條肽，使得常規(guī)的質(zhì)譜數(shù)據(jù)搜索引擎即可完成交聯(lián)位點的鑒定。例如，Kao等設(shè)計的DSSO是一種基于CID 碎裂的交聯(lián)劑(MolecularCellular Proteomics,2011,10,2212)。在CID串聯(lián)質(zhì)譜中，相鄰亞砜基團的C-S鍵可發(fā)生高效碎裂。DSSO交聯(lián)劑被成功地應(yīng)用在酵母20S蛋白酶復(fù)合物的結(jié)構(gòu)解析中。