[發明專利]一種化學交聯劑及其制備和應用

在審

• 申請號: 201811390003.5
• 申請日: 2018-11-21
• 公開（公告）號: CN111205213A
• 公開（公告）日: 2020-05-29
• 發明（設計）人: 張麗華;高航;趙群;安雨馨;張玉奎
• 申請（專利權）人: 中國科學院大連化學物理研究所
• 主分類號: C07D207/404
• 分類號: C07D207/404;C07D495/04;G01N33/68
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002
• 代理人: 馬馳

本發明涉及一種氨基酸骨架結構、同時具有同位素標記及富集功能的化學交聯劑及其制備方法和應用。氨基酸骨架具有不同的碳鏈長度，包括兩種天然氨基酸：天冬氨酸、谷氨酸；三種非天然氨基酸：2?氨基?1,6?己二酸、2?氨基?1,7?庚二酸、2?氨基?1,8?辛二酸。氨基酸骨架引入同位素標記，包括氘、碳13或氮15的一種或兩種以上。交聯劑修飾化學富集基團，包括炔基、疊氮或生物素中的一種。本發明化學交聯劑為實現細胞內原位蛋白復合體的規模化分析、細胞內亞細胞器蛋白質復合物規模化分析、細胞內原位目標蛋白質復合物分析、蛋白質的空間結構解析、蛋白質?蛋白質相互作用解析以及蛋白質時空動態變化分析提供重要的技術支撐。

技術領域

本發明涉及一種氨基酸骨架結構、同時具有同位素標記及富集功能的化學交聯劑及其制備方法和應用。本發明交聯劑采用不同碳鏈長度的氨基酸為骨架結構，具體包括兩種天然氨基酸：天冬氨酸、谷氨酸；三種非天然氨基酸：2- 氨基-1,6-己二酸、2-氨基-1,7-庚二酸、2-氨基-1,8-辛二酸。氨基酸骨架引入同位素標記，包括氘、碳13或氮15的一種或兩種以上。交聯劑修飾化學富集基團，包括炔基、疊氮或生物素的一種。該發明屬于有機合成技術領域。

背景技術

近年來，化學交聯劑結合質譜技術興起，成為一種研究蛋白質復合物結構以及蛋白質-蛋白質相互作用的有力工具。該方法相比酵母雙雜交、免疫共沉淀、蛋白質結晶X射線衍射等傳統方法(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、可處理細胞裂解液、完整細胞及組織蛋白樣品等優點，因而成為持續增長的新的研究熱點(MassSpectrometry Reviews,2010,29,862-876；Analytical Chemistry,2016,88,7930-7937；Journal of Proteome Research,2017,1,722.)。

化學交聯劑的設計與合成，為化學交聯劑結合質譜技術提供重要的技術支撐。一般而言，化學交聯劑包含兩個反應活性基團以及合理的間隔臂長。目前反應活性基團最常采用的是琥珀酰亞胺酯結構，可以特異性地與蛋白質或多肽賴氨酸末端或N端氨基反應，反應條件溫和、高效。交聯反應后的蛋白質再經過酶解即可得到交聯肽。由于交聯肽在常規肽(未交聯的多肽)中占有率小，豐度低，為實現交聯肽的高通量分析，人們在交聯劑的設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；MolecularCellular Proteomics,2014,13,3533.)。其中炔基可以與含有疊氮的磁球發生點擊化學反應，實現交聯肽高效富集；同理，疊氮可以與含有炔基的磁球發生點擊化學反應，實現交聯肽高效富集；生物素單元可以采用含有鏈霉親和素的磁球，實現交聯肽高效富集。