本文中揭露非天然氨基酸和包含至少一个非天然氨基酸的多肽，以及制备这些非天然氨基酸和多肽的方法。非天然氨基酸（自身或作为多肽的一部分）可包含多种可能的官能基，但通常具有至少一个肟基、羰基、二羰基及／或羟胺基。本文中也揭露翻译后经进一步修饰的非天然氨基酸多肽，实现这些修饰的方法，以及纯化这些多肽的方法。通常，经修饰的非天然氨基酸多肽包含至少一个肟基、羰基、二羰基及／或羟胺基。进一步揭露使用这些天然氨基酸多肽及经修饰的天然氨基酸多肽的方法，其包含治疗、诊断和其他生物技术用途。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
无
技术介绍
将非遗传性编码氨基酸(即，“非天然氨基酸”)并入蛋白质中的能力使得允许引入化学官能基，其可提供天然存在官能基(诸如赖氨酸的ε-NH2、半胱氨酸的巯基-SH、组氨酸的亚氨基等)的有价值替代物。已知某些化学官能基对20种常见遗传性编码氨基酸中存在的官能基为惰性的，但与可结合于非天然氨基酸上的官能基清洁且有效地反应以形成稳定键联。 如今可用方法来选择性地引入蛋白质中不存在的化学官能基，其对20种常见遗传性编码氨基酸中所存在的所有官能基为化学惰性的且其可用于与包括某些官能基的试剂有效且选择性地反应以形成稳定共价键。
技术实现思路
本文中描述用于制造、纯化、表征及使用非天然氨基酸、非天然氨基酸多肽和经修饰的非天然氨基酸多肽的方法、组合物、技术和策略。一方面为衍生非天然氨基酸及/或非天然氨基酸多肽的方法、组合物、技术和策略。在一实施例中，这些方法、组合物、技术和策略涉及化学衍生，在其他实施例中涉及生物衍生，在其他实施例中涉及物理衍生，在其他实施例中涉及衍生的组合。在其他或额外实施例中，这些衍生具有区域选择性。在其他或额外实施例中，这些衍生具有区域专一性。在其他或额外实施例中，这些衍生在周围温度下为迅速的。在其他或额外实施例中，这些衍生在水溶液中发生。在其他或额外实施例中，这些衍生在介于约4与约10之间的pH值下发生。在其他或额外实施例中，通过添加促进剂，在含有非天然氨基酸的试剂与衍生试剂中，这些衍生为化学计量、接近化学计量或类化学计量的。在其他或额外实施例中提供通过添加促进剂容许所需基团化学计量、接近化学计量或类化学计量地结合于非天然氨基酸多肽上的方法。在其他或额外实施例中提供通过添加促进剂容许所需基团化学计量、接近化学计量或类化学计量地结合于非天然氨基酸多肽上的策略、反应混合物、合成条件。 一方面为用于基于肟键化学衍生肽和蛋白质的非天然氨基酸。在其他或额外实施例中，将非天然氨基酸并入多肽中，即，这些实施例为非天然氨基酸多肽。在其他或额外实施例中，非天然氨基酸在其侧链上经官能化以使得其与衍生分子反应产生肟键。在其他或额外实施例中为可与衍生分子反应产生含肟非天然氨基酸多肽的非天然氨基酸多肽。在其他或额外实施例中，非天然氨基酸是选自具有羰基、二羰基、缩醛、羟胺或肟侧链的氨基酸。在其他或额外实施例中，非天然氨基酸是选自具有经保护或经掩蔽的羰基、二羰基、羟胺或肟侧链的氨基酸。在其他或额外实施例中，非天然氨基酸包括经肟掩蔽的侧链。在其他或额外实施例中，非天然氨基酸包括羰基或二羰基侧链，其中羰基或二羰基是选自酮或醛。在另一实施例中为含有用适当官能化共反应物处理后能够形成肟的官能基的非天然氨基酸。在另一或额外实施例中，非天然氨基酸在结构上类似于天然氨基酸，但含有前述官能基中的一种。在另一或其他实施例中，非天然氨基酸类似于苯丙氨酸或酪氨酸(芳族氨基酸)；而在另一实施例中，非天然氨基酸类似于丙氨酸与亮氨酸(疏水氨基酸)。在一实施例中，非天然氨基酸具有与天然氨基酸的那些性质不同的性质。在一实施例中，这些不同性质为侧链的化学反应性，在另一实施例中此不同化学反应性允许非天然氨基酸的侧链经历反应，而作为多肽的单元，即使同一多肽中的天然存在氨基酸单元的侧链也不经历前述反应。在另一实施例中，非天然氨基酸的侧链具有与天然存在氨基酸的侧链正交的化学。在另一实施例中，非天然氨基酸的侧链包括含亲电子试剂的部分；在另一实施例中，非天然氨基酸的侧链上的含亲电子试剂的部分可经历亲核进攻以产生肟衍生的蛋白质。在这个段落中前述实施例中的任一者中，非天然氨基酸可作为独立分子存在或可并入任何长度的多肽中；如果为后者，那么所述多肽可进一步合并天然存在或非天然氨基酸。 另一方面为用于制备基于肟键的衍生非天然氨基酸多肽的经羟胺取代的分子。在另一实施例中为用于通过在衍生分子与含有羰基或二羰基的非天然氨基酸多肽之间形成肟键衍生含有羰基或二羰基的非天然氨基酸多肽的经羟胺取代的分子。在其他实施例中，前述含有羰基或二羰基的非天然氨基酸多肽为含有酮基的非天然氨基酸多肽。在其他或额外实施例中，含有羰基或二羰基的非天然氨基酸包括选自酮或醛的侧链。在其他或额外实施例中，经羟胺取代的分子包括选自以下各物的群标记；染料；聚合物；水溶性聚合物；聚乙二醇的衍生物；光交联剂；细胞毒性化合物；药物；亲和性标记；光亲和性标记；反应性化合物；树脂；第二蛋白质或多肽或多肽类似物；抗体或抗体片段；金属螯合剂；辅因子；脂肪酸；碳水化合物；聚核苷酸；DNA；RNA；反义聚核苷酸；糖类、水溶性树枝状聚合物、环糊精、生物材料；纳米粒子；自旋标记；荧光团、含金属的部分；放射性部分；新颖官能基；与其他分子共价或非共价相互作用的基团；光笼蔽部分；可光化辐射激发的部分、配位体、可光异构化部分；生物素；生物素类似物；结合有重原子的部分；可化学裂解的基团；可光裂解的基团；延长的侧链；碳键联的糖；氧化还原活性剂；氨基硫代酸；毒性部分；经同位素标记的部分；生物物理探针；磷光基团；化学发光基团；电子致密基团；磁性基团；插入基团；发色团；能量转移剂；生物活性剂；可检测标记；小分子；抑制性核糖核酸、放射性核苷酸；中子俘获剂；生物素的衍生物；量子点；纳米传递素；放射性传递素；抗体酶、活化复合活化剂、病毒、佐剂、糖苷配基、过敏原、血管生成抑制素、抗激素、抗氧化剂、适体、向导RNA、皂角苷、穿梭载体、大分子、拟抗原决定基、受体、反胶束以及其任何组合。在其他或额外实施例中，经羟胺取代的分子为经羟胺取代的聚乙二醇(PEG)分子。在另一实施例中，非天然氨基酸的侧链具有与天然存在氨基酸的那些侧链正交的化学，其容许非天然氨基酸与经羟胺取代的分子选择性反应。在另一实施例中，非天然氨基酸的侧链包括与含有羟胺的分子选择性反应的含亲电子试剂的部分；在另一实施例中，非天然氨基酸的侧链上的含亲电子试剂的部分可经历亲核进攻以产生肟衍生的蛋白质。与在这个段落中描述的实施例有关的另一方面为由衍生分子与非天然氨基酸多肽反应产生的经修饰的非天然氨基酸多肽。其他实施例包含对已修饰非天然氨基酸多肽的任何进一步修饰。 另一方面为用于制备基于肟键的衍生非天然氨基酸多肽的经羰基或二羰基取代的分子。在另一实施例中为用于通过衍生分子与含有肟的肽或蛋白质之间的肟交换反应衍生含有肟的非天然氨基酸多肽的经羰基或二羰基取代的分子。在另一实施例中为可在介于约4与约8之间的pH值范围内经历肟与以含有肟的非天然氨基酸多肽交换的经羰基或二羰基取代的分子。在另一实施例中为用于通过在衍生分子与含有肟(因此通过交换类型反应形成新的肟键)或含有羟胺的非天然氨基酸多肽之间形成肟键衍生含有肟或含有羟胺的非天然氨基酸多肽的经羰基或二羰基取代的分子。在另一实施例中，经羰基或二羰基取代的分子为经醛取代的分子。在其他实施例中，经羰基或二羰基取代的分子包括选自以下各物的群标记；染料；聚合物；水溶性聚合物；聚乙二醇的衍生物；光交联剂；细胞毒性化合物；药物；亲和性标记；光亲和性标记；反应性化合物；树脂；第二蛋白质或多肽或多肽类似物；抗体或抗体片段；金属螯合剂；辅因子；脂肪酸；碳水化合物；聚核苷酸；DNA；RNA；反义聚核苷酸；糖类、水溶性树枝状聚合物、环糊精、生物材料；纳米粒子；自本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种化合物，或其盐，其包括式（Ⅰ）： ＊＊＊ （Ⅰ）， 其中： Ａ为可选的，且当存在时为低级亚烷基、经取代低级亚烷基、低级亚环烷基、经取代低级亚环烷基、低级亚烯基、经取代低级亚烯基、亚炔基、低级亚杂烷基、经取代亚杂烷基、低级亚杂环烷基、经取代低级亚杂环烷基、亚芳基、经取代亚芳基、亚杂芳基、经取代亚杂芳基、亚烷芳基、经取代亚烷芳基、亚芳烷基或经取代亚芳烷基； Ｂ为可选的，且当存在时为选自由以下各基团组成的群组的连接子：低级亚烷基、经取代低级亚烷基、低级亚烯基、经取代低级亚烯基、低级亚杂烷基、经取代低级亚杂烷基、－Ｏ－、－Ｏ－（亚烷基或经取代亚烷基）－、－Ｓ－、－Ｓ－（亚烷基或经取代亚烷基）－、其中ｋ为１、２或３的－Ｓ（Ｏ）↓［ｋ］－、－Ｓ（Ｏ）↓［ｋ］（亚烷基或经取代亚烷基）－、－Ｃ（Ｏ）－、－Ｃ（Ｏ）－（亚烷基或经取代亚烷基）－、－Ｃ（Ｓ）－、－Ｃ（Ｓ）－（亚烷基或经取代亚烷基）－、－Ｎ（Ｒ′）－、－ＮＲ′－（亚烷基或经取代亚烷基）－、－Ｃ（Ｏ）Ｎ（Ｒ′）－、－ＣＯＮ（Ｒ′）－（亚烷基或经取代亚烷基）－、－ＣＳＮ（Ｒ′）－、－ＣＳＮ（Ｒ′）－（亚烷基或经取代亚烷基）－、－Ｎ（Ｒ′）ＣＯ－（亚烷基或经取代亚烷基）－、－Ｎ（Ｒ′）Ｃ（Ｏ）Ｏ－、－Ｓ（Ｏ）↓［ｋ］Ｎ（Ｒ′）－、－Ｎ（Ｒ′）Ｃ（Ｏ）Ｎ（Ｒ′）－、－Ｎ（Ｒ′）Ｃ（Ｓ）Ｎ（Ｒ′）－、－Ｎ（Ｒ′）Ｓ（Ｏ）↓［ｋ］Ｎ（Ｒ′）－、－Ｎ（Ｒ′）－Ｎ＝、－Ｃ（Ｒ′）＝Ｎ－、－Ｃ（Ｒ′）＝Ｎ－Ｎ（Ｒ′）－、－Ｃ（Ｒ′）＝Ｎ－Ｎ＝、－Ｃ（Ｒ′）↓［２］－Ｎ＝Ｎ－以及－Ｃ（Ｒ′）↓［２］－Ｎ（Ｒ′）－Ｎ（Ｒ′）－，其中Ｒ′各自独立地为Ｈ、烷基或经取代烷基； Ｊ为＊＊＊ Ｒ为Ｈ、烷基、经取代烷基、环烷基或经取代环烷基； Ｒ″各自独立地为Ｈ、烷基、经取代烷基或保护基，或当存在一个以上的Ｒ″基团时，两个Ｒ″视情况形成杂环烷基； Ｒ↓［１］为Ｈ、氨基保护基、树脂、氨基酸、多肽或聚核苷酸；且 Ｒ↓［２］为ＯＨ、酯保护基、树脂、氨基酸、多肽或聚核苷酸； Ｒ↓［３］与Ｒ↓［４］各自独立地为Ｈ、卤素、低级烷基或经取代低级烷基，或Ｒ↓［３］与Ｒ↓［４］或两个Ｒ↓［３］基团视情况形成环烷基或杂环烷基； 或－Ａ－Ｂ－Ｊ－Ｒ基团共同形成包括至少一个以下基团的双环或三环状环烷基或杂环烷基：羰基，其包含二羰基；经保护羰基，其包含经保护二羰基；或经掩蔽羰基，其包含经掩蔽二羰基； 或－Ｊ－Ｒ基团共同形成...
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：苗振伟，刘俊杰，赛诺曼，罗素德瑞弗，
申请(专利权)人：AMBRX公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]
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