[發明專利]用于特異性檢測和激動PKM2蛋白的小分子熒光探針及制備方法

有效

• 申請號: 202011353013.9
• 申請日: 2020-11-26
• 公開（公告）號: CN112409377B
• 公開（公告）日: 2022-03-08
• 發明（設計）人: 郝海平;王東;李春朦;徐小為
• 申請（專利權）人: 中國藥科大學
• 主分類號: C07D495/14
• 分類號: C07D495/14;C09K11/06;G01N21/64
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 冒艷

本發明公開了用于特異性檢測和激動PKM2蛋白的小分子熒光探針及其制備方法。將EDC、HOBt、香豆素?3?羧酸的混合物在DMF中溶解，加入TEPP46攪拌，經脫水縮合反應后制得固體TEPC466。該熒光探針具有聚集誘導發光性質，與PKM2蛋白特異性結合后，誘導PKM2形成四聚體使分散的探針聚集，光化學效應顯著增強，靈敏度高，在檢測過程中不易受生物體系中其它成分干擾，對PKM2蛋白具有高選擇性。該探針對細胞毒性小，有良好的生物相容性，可用于細胞內PKM2蛋白的成像檢測和特異性靶向激動。該探針作為PKM2蛋白靶點的定量定性檢測和激動劑，對臨床診療一體化提供了一種有價值的方法。

技術領域

本發明涉及化學探針及制備方法，特別涉及用于特異性檢測和激動PKM2蛋白的小分子熒光探針及制備方法。

背景技術

丙酮酸激酶(Pyruvate kinase，PK)是糖酵解途徑中催化最后一步反應的關鍵限速酶，它催化磷酸基團從磷酸烯醇式丙酮酸(Phosphoenolpyruvate，PEP)轉移至二磷酸腺苷(Adenosine diphosphate，ADP)，生成三磷酸腺苷(Adenosine triphosphate，ATP)和丙酮酸。

PK具有四種同工酶形式，分別為PKM1、PKM2、PKL和PKR。每種同工酶都具有獨特的組織表達特異性。PKL、PKR和PKM1均作為穩定的四聚體存在，具有高度的代謝酶活性，而PKM2亞基可形成四聚體和二聚體。與PKM2的四聚體形式相比，二聚體PKM2對底物PEP具有較高的Km值，在生理濃度PEP時不具有活性。PKM2在腫瘤細胞中的高表達和二聚體低酶活性賦予糖酵解表型，有助于增加葡萄糖攝取，抑制丙酮酸進入三羧酸循環進行氧化磷酸化代謝，促進快速能量產生和糖酵解中間體向側支途徑流動以合成核酸、氨基酸和脂質等生物大分子，有利于腫瘤的生長而不積累活性氧。在腫瘤細胞內用組成型活性同工酶PKM1替代PKM2會導致乳酸生成減少，耗氧量增加，抑制腫瘤的生長。

已有研究表明，許多疾病如結直腸癌、肺癌、乳腺癌、肝癌的發生與PKM2的高表達密切相關，PKM2的高表達可能是腫瘤發生的早期事件，且與預后相關。因此，PKM2可以作為早期發現腫瘤的有用的生物標志物和治療靶點，開發一種可直接高靈敏度地檢測和靶向生物體系中PKM2蛋白的熒光探針具有非常好的應用前景和重要的生物醫學價值。

近年來，小分子熒光探針作為一種新型的研究工具，可以對靶分子進行示蹤和靶向，在生命科學、腫瘤診斷和治療等研究領域中都大顯身手。然而，目前還未有針對PKM2蛋白的熒光探針的發明創造。

發明內容

發明目的：本發明的目的是提供了用于特異性檢測和激動PKM2蛋白的小分子熒光探針。

本發明的另一目的提供所述用于特異性檢測和激動PKM2蛋白的小分子熒光探針的制備方法。

技術方案：本發明通過對PKM2的高效選擇性激活劑TEPP46(結構如式II所示)進行結構改造，設計、合成了一種基于TEPP46的可定位檢測PKM2蛋白四聚體的AIE新型熒光探針TEPC466，其結構如式I所示。

進一步地，該探針具有聚集誘導發光(aggregation-induced emission，AIE)特性，當加入TEPC466時，二聚體的PKM2在生理條件下被誘導形成四聚體，分散的TEPC466積累并發出熒光。

進一步地，該探針可定量和定性檢測PKM2蛋白。

進一步地，該探針與PKM2蛋白反應的最大激發波長為310nm，發射波長范圍為330-500nm，且熒光發射強度與PKM2蛋白濃度相關。

進一步地，當探針濃度為10μM時，定量檢測PKM2蛋白的濃度線性范圍為0.0625-4μg/mL，R²＝0.9997。

進一步地，可作為細胞中PKM2蛋白靶向激動劑。