[發明專利]以賴氨酸、酪氨酸為錨點三組分協同反應合成環肽的方法

有效

• 申請號: 202011058254.0
• 申請日: 2020-09-30
• 公開（公告）號: CN112250734B
• 公開（公告）日: 2023-06-09
• 發明（設計）人: 陳弓;李博;唐虹;萬照;何剛
• 申請（專利權）人: 南開大學
• 主分類號: C07K7/08
• 分類號: C07K7/08;C07K7/06;C07K5/107;C07K5/09;C07K5/087;C07K1/02;C07K1/04;C07K1/06
• 代理公司: 天津市新天方專利代理有限責任公司 12104
• 代理人: 王偉

以賴氨酸、酪氨酸為錨點三組分協同反應合成環肽的方法，利用賴氨酸與空間上鄰近的酪氨酸在甲醛的參與下，以天然多肽為原料進行訂書肽的合成。這種訂書肽的合成方法可以在非常溫和的條件下進行，且具有高效、原子經濟性好以及良好的位點選擇性的特點，所形成的環合楔點具有著獨特的物理化學性質。

技術領域

本發明涉及多肽化學合成領域，尤其涉及一種以賴氨酸、酪氨酸為錨點三組分協同反應合成環肽的方法。

背景技術

在小分子藥物與大分子的生物制品之間的“中分子”層面上，多肽分子占據了非常廣闊的化學生物空間，進而扮演了一類具有非常獨特生物學意義的角色。然而，天然多肽的成藥性往往不夠理想，需要經過進一步的修飾和改構才能成為更具療效的藥物候選物。在多肽修飾的策略中，通過連接兩個“錨點”進行大環化反應構建訂書肽(stapled?peptides)的方法已被證明在改善和調節多肽的化學和生物學性質上能夠取得顯著效果，從而推動了多肽藥物開發的進程，但是目前通過位點選擇性控制訂書肽合成的理念相對而言仍處于初級階段。雖然以點擊化學(如疊氮-炔烴環加成反應)為代表的正交反應已經為訂書肽的合成提供了強有力的工具，但若能在天然形式存在多肽上以位點選擇性的方式構建“訂書環”則會更加受到研究者們的青睞，因為天然多肽更容易被獲得而且還具有基因編碼性。

半胱氨酸由于其優越的親核性和獨特的自由基或金屬介導的反應性而常常作為“錨定”的主導選擇。在現有的大多數以半胱氨酸為基礎的訂書肽合成方法里，協調兩個錨點處的反應順序是非常困難的，因此就得依賴于錨點基團在反應上具有對稱性。更重要的是，現有的訂書肽合成方法通常缺乏對復雜多肽底物的位點選擇性，使得多肽上處于不同位置的相同類型的殘基無法得到區分。但是在生物學上，一些進化的酶通過分子識別便具有了區分在不同位點上的相同氨基酸殘基，因此這種選擇性將極大提高化學家精準設計具有復雜序列的天然多肽。

那么通過兩個錨點(氨基酸側鏈)進行訂書肽的合成，它們既可以相同也可以不同。雖然使用相同的錨點進行合成時具有簡便的優勢，但除了加速多肽選擇兩個距離相對較近的錨點進行化學連接以外，兩個錨點之間反應的相互作用也會受到限制。相比之下，使用兩個不同的錨點可以突出反應的選擇性控制，并且可以嵌入一個序列調控的元素，使得底物的設計更加復雜多樣化。當考慮可逆性因素，從動力學和熱力學的角度合理地設計反應順序時，克服位點選擇性問題的想法就有可能實現。

發明內容

本發明為解決上述問題提供了一種以賴氨酸、酪氨酸為錨點三組分協同反應合成環肽的方法，利用賴氨酸與空間上鄰近的酪氨酸在甲醛的參與下，以天然多肽為原料進行訂書肽的合成。這種訂書肽的合成方法可以在非常溫和的條件下進行，且具有高效、原子經濟性好以及良好的位點選擇性的特點，所形成的環合楔點具有著獨特的物理化學性質。

反應原理：

利用甲醛來固定蛋白從而用于測定蛋白質-蛋白質之間的相互作用或者蛋白質-DNA之間的相互作用是非常經典、成熟且古老的分析技術。但是，由于蛋白上的眾多活性基團都會與甲醛進行反應，在化學層面上來看，這屬于非常混亂并且缺乏化學選擇性的反應，研究證明，使用大量的醛和芳胺的混合物可以與多肽的酪氨酸(Tyr)側鏈的鄰位通過形成亞甲基的鏈接從而進行多肽的選擇性修飾。普遍認為反應是通過分子間的曼尼希型機理進行的，即對芳胺產生的亞胺離子中間體進行親核加成反應。然而在同樣的反應條件下脂肪胺則是不能發生反應。受此鼓舞，我們提出設想，是否空間上的鄰近效應能夠促進賴氨酸側鏈的脂肪胺基與酪氨酸側鏈在甲醛的參與下進行分子內的反應。通過對反應條件的篩選，我們發現在合適的條件下，賴氨酸的側鏈脂肪胺胺基是可以同酪氨酸的側鏈進行反應，并且反應非常高效，甲醛的用量只需3個當量，遠遠低于固定蛋白和Francis課題組之前報道所用的甲醛量(100倍)，并且反應的溫度只需要在室溫下即可。

本發明所采取的技術方案：

以賴氨酸、酪氨酸為錨點三組分協同反應合成環肽的方法，其制備步驟為：