一种N-乙酰基半胱氨酸衍生物与应用制造技术

本发明专利技术公开了一种Ｎ－乙酰基半胱氨酸衍生物与应用。本发明专利技术所提供的Ｎ－乙酰基半胱氨酸衍生物，具有式Ⅰ结构，其中，ＰＯＬＹ为分子量范围在１０００Ｄａ～５００，０００Ｄａ之间的聚烷基二醇，及其二元共聚物、三元共聚物、混合共聚物，包括聚乙二醇、聚丙二醇、以及乙二醇丙二醇的二元共聚物。本发明专利技术化合物主要修饰蛋白质或多肽中的氨基，具有较高的选择性、专一性和修饰反应活性，反应后生成的Ｎ－乙酰基半胱氨酸没有毒副作用，修饰过程操作简便，修饰后产物稳定，可以广泛用于蛋白质、多肽类等药物的修饰。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及N-乙酰基半胱氨酸衍生物与应用。
技术介绍
蛋白质药物如胰岛素、干扰素具有作用专一、高效等特点，在人类疾病治疗中发挥重要的作用。随着人类基因组计划的完成，蛋白质组学研究的全面展开，将会有越来越多的蛋白质药物用于疾病治疗。然而蛋白质药物稳定性差，易于产生抗原抗体反应和蛋白酶降解，肾脏排除速度快，血浆清除率高，体内半衰期较短，因此限制了蛋白质药物的临床应用。二十世纪90年代末，国外医药研究人员开始利用一名为“聚乙二醇化”的新技术来改造蛋白质药物。聚乙二醇具有很强的亲水性和柔韧性，在水溶液中具有较大的排水体积，通常是无毒性、无免疫原性的。“聚乙二醇化”技术是将聚乙二醇分子连接到蛋白质分子表面上，从而可以保护蛋白质不受免疫系统和酶类的进攻。与蛋白质相比较，PEG-蛋白质结合物的免疫原性和抗原性降低，同时血浆清除率降低，体内半衰期延长。Davis等人在美国专利4,179,337中公开了将聚乙二醇(PEG)与蛋白质如胰岛素和酶结合以得到结合物，其中的蛋白质免疫原性较小并保留了大部分的生理活性。Nakagawa等人在美国专利4,791,192中公开了将PEG与胰岛活化蛋白质结合以降低其副作用和免疫原性。Abuchowski等人在″Enzymes as Drugs″(1981)中阐述了PEG修饰的多肽能够显著降低了免疫原性和抗原性，延长体内半衰期，修饰后的多肽如酶类产品将会在多种治疗领域中发挥作用。将PEG和其它聚合物与重组蛋白质结合可降低免疫原性，增大半衰期。参见Nitecki等人的美国专利4,902,502；Enzon，Inc的国际申请PCT/US 90/02133；Nishimura等人的欧洲专利申请154,316以及Tomasi的国际申请PCT/US 85/02572。Veronese等人在文献(Applied Biochem andBiotech，11，141-152(1985))中公开了用氯甲酸苯酯类化合物活化聚乙二醇以修饰核糖核酸酶和过氧化物歧化酶。King等人在文献(Int.Archs.Allsrgy Appl.Immun.66，439-446(1981))描述了一种用O-(RO-PEG)-S-甲酰氨基甲基-二硫代碳酸酯中间体使蛋白质与PEG键合的方法。Alipsky等人在US5,122,614中强调PEG修饰蛋白质的过程中，PEG的活性基团应满足如下条件1)活性基团的活性要高，可以在温和的条件下使PEG与蛋白质快速发生结合反应；2)修饰反应后，活性部位释放出来的副产物应是无毒性性的，或可以很容易从产品中分离出去。此外，修饰反应应有较高的专一性，避免产生低活性或无活性的PEG-蛋白质结合物；修饰步骤应尽量简单，纯化步骤应尽可能的少。在PEG与蛋白质的修饰反应中，常用的活性基团包括琥珀酰亚胺的酯基(N-hydroxysuccinimide，NHS)、醛基、三氟磺酸酯基、对硝基苯碳酸酯基及苯肼三唑碳酸酯基等。其中，对硝基苯碳酸酯基的主要缺点是反应副产物毒性高；苯肼三唑碳酸酯基的活性低、修饰反应时间长(48-72hr pH8.5)，而且价格昂贵(Beauchamp，et al.Analyt.Biochem.131，25-33(1983))；醛基主要用于多肽氨基末端的修饰，专一性高，但通常需要进行两步反应即修饰反应和还原反应；琥珀酰亚胺的酯基活性高、反应条件温和，是目前应用最广的活性基团，其不足之处是尽管以修饰多肽上的氨基为主，但还可以修饰组氨酸上咪唑基、络氨酸上的羟基等。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种N-乙酰基半胱氨酸衍生物。本专利技术所提供的N-乙酰基半胱氨酸衍生物，具有式I结构， 式I其中，POLY为分子量范围在1000Da～500,000Da之间的聚烷基二醇，及其二元共聚物、三元共聚物、混合共聚物，包括聚乙二醇、聚丙二醇、以及乙二醇丙二醇的二元共聚物。优选的所述N-乙酰基半胱氨酸衍生物结构式为式II， (式II) 其中，n为25-4000之间的正整数；R为氢、碳原子数为1-10的烷基、苄基、CH2＝CH2-CH2-、CH2＝CH-CO-、或(CH3)3-O-CONH-CH2-CH2-；Y为-O-、-S-、-NHCO-、-CONH-、-COO-、-OCO-、-NHCO2-、或-O2CNH-；R1为H或甲基；R2为H或甲基；m为0-5之间的正整数。式II中n优选为113-1500之间的正整数；R1优选为H，R2优选为H；R优选为甲基；Y优选为-O-；m为0-5之间的正整数，m更优选为1-5之间的正整数，更有效地，m为2。本专利技术的N-乙酰基半胱氨酸衍生物还可以为结构式为式III的化合物， (式III)其中，n1、n2分别为25-4000之间的正整数，优选为113-1500的正整数；m1、m2分别为0-5的正整数，优选为1-5之间的正整数，更优选地，m为2。本专利技术N-乙酰基半胱氨酸衍生物均可以用本领域的常规方法合成，例如，mPEG类的N-乙酰基半胱氨酸衍生物(R为甲基，R1、R2为H)制备过程主要包括1)mPEG-OH的活化，例如用甲磺酰氯与mPEG-OH反应，将其活化生成mPEG-甲磺酰酯；2)将所得mPEG-甲磺酰酯与羟基(巯基)酸酯反应生成mPEG-酸酯，mPEG-酸酯经水解反应生成mPEG-酸；3)mPEG-酸在甲苯、二氯甲烷等有机溶剂中与亚硫酰氯反应生成mPEG-酰氯；4)mPEG-酰氯与N-乙酰半胱氨酸(NAC)反应即可以得到mPEG-NAC。或者，也可以采用另外一条合成途径1)mPEG-OH或mPEG-NH2三光气、丙烯酰氯、双酰氯化合物等反应，直接得到mPEG-酰氯；2)mPEG-酰氯与N-乙酰半胱氨酸(NAC)反应即可以得到mPEG-NAC。本专利技术的另一个目的是提供本专利技术N-乙酰基半胱氨酸衍生物的用途。本专利技术所提供的N-乙酰基半胱氨酸衍生物主要用于修饰蛋白质或多肽中的氨基，修饰产物稳定，有利于蛋白质或多肽产品的长期保存，可以作为蛋白质或多肽的修饰剂。本专利技术的功能化PEG(N-乙酰基半胱氨酸衍生物)的优点可以体现在以下几个方面其一，主要修饰蛋白质或多肽中的氨基，从而具有较高的选择性和专一性；其二，具有较高的反应活性，可以在温和的条件下与蛋白质或多肽发生修饰反应，修饰过程操作简便；其三，反应后生成的主要副产物是NAC，没有任何毒副作用；其四，PEG一般与多肽间形成稳定的连接物，有利于产品的长期保存，可以广泛用于蛋白质、多肽等药物的修饰。附图说明图1为mPEG20k-(CH2)2-CO-NAC修饰干扰素α-2a的电泳图。图2为mPEG5k-(CH2)2-CO-NAC修饰牛血红蛋白的电泳图。具体实施例方式以下实施例对于本专业技术人员而言，很容易从中推出式II中R为其他的低级烷基如乙基、丙基、异丙基等的N-乙酰基半胱氨酸衍生物的制备工艺。实施例1、制备mPEG5k-O-CO-NAC(式II中R为甲基；R1、R2为氢原子；Y为氧原子；m为0；n为113)取5.0g的mPEG5k溶于30ml二氯甲烷和15ml甲苯的混合液中，加入三光气1.53克，混合均匀，加入无水三乙氨0.8ml，搅拌反应过夜。将反应液减压抽真空，浓缩至干后加入150ml冷乙醚沉淀。将沉淀溶解到10ml甲苯和本文档来自技高网...

【技术保护点】
具有式Ⅰ结构的Ｎ－乙酰基半胱氨酸衍生物，＊＊＊（式Ⅰ）其中，ＰＯＬＹ为分子量范围在１０００Ｄａ～５００，０００Ｄａ之间的聚烷基二醇，及其二元共聚物、三元共聚物、混合共聚物，包括聚乙二醇、聚丙二醇、以及乙二醇丙二醇的二元共 聚物。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：于勇海，
申请(专利权)人：于勇海，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]