具有荧光发射性质的蛋白质/多肽‑聚合物缀合物及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供了一种具有荧光发射性质的蛋白质/多肽‑聚合物缀合物，具有式I所示结构。所述的蛋白质/多肽‑聚合物缀合物由双官能度荧光分子桥接蛋白质/多肽与聚合物，所述的双官能度荧光分子本身不具有或者仅具有弱的荧光发射能力，仅当蛋白质/多肽‑聚合物缀合后荧光分子才具有强的荧光发射，因此所述蛋白质/多肽‑聚合物缀合物的缀合过程可以通过荧光变化原位监控，并且所述蛋白质/多肽‑聚合物缀合物可应用于治疗多肽与抗癌药物的传输。

A method and application of protein / peptide polymer conjugates and preparation of fluorescence emission properties

The present invention provides a polymer conjugates of a polypeptide protein / fluorescence emission properties, has shown in formula I structure. Protein / peptide polymer conjugates by bifunctional fluorescent molecules bridging proteins / peptides and the polymer, wherein the bifunctional fluorescent molecule itself does not have or only has a weak ability of fluorescence emission, only when the protein / peptide polymer conjugates after fluorescent molecules have strong fluorescence emission, so the process of conjugation the protein / peptide polymer conjugates can change by fluorescence in situ monitoring, transmission and the protein / peptide polymer conjugates can be used in the treatment of peptide with anticancer drugs.

【技术实现步骤摘要】
具有荧光发射性质的蛋白质/多肽-聚合物缀合物及其制备方法和应用
本专利技术涉及有机桥接分子
，尤其涉及一种具有荧光发射性质的蛋白质/多肽-聚合物缀合物及其制备方法和应用。
技术介绍
多肽、蛋白质及抗体与合成聚合物、药物和成像探针的共价功能化形成了重要的可应用于临床治疗的生物偶联物，与蛋白质-聚合物偶联物，抗体-药物偶联物一起，成为典型的例子。蛋白质-聚合物偶联物可追溯到1970年，Davis，Abuchowski和合作者报道了聚乙二醇(PEG)与牛血清白蛋白的偶联。这项技术现在被称为PEGylation且延伸到了许多聚合物类型上，如，响应性聚合物和两性离子聚合物。合成的聚合物接到蛋白质上如PEGylation能带来许多优点，包括增强蛋白质的溶解性和稳定性，减少免疫原性，增加血液循环半衰期，目前至少PEGylated蛋白质已被美国食品与药物管理局(FDA)认证。另一方面，抗体药物偶联物(ADCs)与能特异性靶向病变部位的单克隆抗体的结合能杀死癌细胞。两种FDA认证的ADCs，brentuximabvedotin(商品名，Adcetris)和曲妥单抗(商品名，Kadcyla)，是目前可商购的，目前临床上使用的ADCs约40种。蛋白质-聚合物偶联物通过长出支链(graftfrom)、嫁接支链(graftto)和大单体共聚接枝(graftthrough)的方法来制备。抗体-药物偶联物和蛋白质-聚合物的制备都依赖于选择合适的高效的偶联反应和连接基元。对于蛋白质/抗体偶联物来说，选择不影响蛋白质/药物活性和抗体功能是最好的。典型的，可以通过蛋白质/抗体组织工程天然蛋白质特异性位点的改性(如，二硫键的还原，碳末端的改性，或多糖的氧化)，和直接利用特定氨基酸的特异性反应来实现。合成的功能性聚合物/药物共价接到蛋白质/抗体上主要利用了正交的click反应，如Staudinger反应，铜催化的叠氮-炔环加成(CuAAC)，张力促进的叠氮-环炔烃的环加成(SPAAC)，D-A加成，迈克尔加成，和由醛和酮形成肟/腙。新的设计原则的引入，如，模块化设计，温和的合成方式，光学示踪和多功能集成的能力，进一步促进了该领域的发展。值得注意的是，即使是最优设计的蛋白质-聚合物偶联物，蛋白质功能和活性的明显减弱是不可避免的。一种解决方法是制备可断裂的生物偶联物，在体内随着时间的增加释放出天然的蛋白质。在细胞内化的过程中，ADCs应能有效释放出其活性的药物负载，以展现出细胞毒性。然而，监测发现蛋白质-聚合物偶联物和抗体-药物偶联物的偶联和随后释放蛋白质/药物的程度主要依赖于传统的非原位技术，如，十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)，质谱(MS)，高效液相色谱(HPLC)，和体积排除色谱(SEC)。这阻止了对聚合物/药物偶联物在体外和细胞水平上的释放过程的实时监测。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术要解决的技术问题在于提供一种具有荧光发射性质的蛋白质/多肽-聚合物缀合物及其制备方法和应用，能够通过荧光监测的方法原位监控缀合过程，并应用于治疗多肽与抗癌药物的传输。本专利技术提供了一种具有荧光发射性质的蛋白质/多肽-聚合物缀合物，具有式I所示结构：其中，POI为蛋白质或多肽；Polymer为聚合物。本专利技术提供了一种具有荧光发射性质的蛋白质-聚合物缀合物，具有式I-a所示结构：其中，所述POI为牛血清蛋白或鲑鱼降钙素，所述Polymer为聚乙二醇。本专利技术提供了上述蛋白质-聚合物缀合物的制备方法，包括以下步骤：含巯基的牛血清蛋白、叠氮端基的聚乙二醇和化合物B进行Michael反应和点击反应，制备得到式I-a所示的蛋白质-聚合物缀合物；其中，POI为牛血清蛋白，n为23～445；或者包括以下步骤：含巯基的鲑鱼降钙素、叠氮端基的聚乙二醇和化合物B进行Michael反应和点击反应，制备得到式I-a所示的蛋白质-聚合物缀合物；其中，POI为鲑鱼降钙素；n为23～445。本专利技术提供了一种具有荧光发射性质的多肽-聚合物缀合物，具有式I-b所示结构：其中，所述POI为基质金属蛋白酶可切断多肽，所述Polymer为聚三亚甲基碳酸酯。本专利技术提供了上述多肽-聚合物缀合物的制备方法，包括以下步骤：式C所示的基质金属蛋白酶可切断多肽、式D所示的叠氮端基的聚三亚甲基碳酸酯和化合物B进行Michael反应和点击反应，制备得到式I-b所示的多肽-聚合物缀合物；其中，m为10～55。优选的，通过荧光发射强度原位监控缀合物的缀合效率。本专利技术提供了上述多肽-聚合物缀合物或上述制备方法制备的多肽-聚合物缀合物组成的聚合物囊泡。优选的，所述聚合物囊泡粒径为60～150nm。优选的，所述聚合物囊泡具有基质金属酶响应特性。本专利技术提供了上述聚合物囊泡作为药物载体的应用，或作为荧光指示剂实时监控药物释放的应用。与现有技术相比，本专利技术提供了一种具有荧光发射性质的蛋白质/多肽-聚合物缀合物，具有式I所示结构。所述的蛋白质/多肽-聚合物缀合物由双官能度荧光分子桥接蛋白质/多肽与聚合物，所述的双官能度荧光分子本身不具有或者仅具有弱的荧光发射能力，仅当蛋白质/多肽-聚合物缀合后荧光分子才具有强的荧光发射，因此所述蛋白质/多肽-聚合物缀合物的缀合过程可以通过荧光变化原位监控，并且所述蛋白质/多肽-聚合物缀合物可应用于治疗多肽与抗癌药物的传输。附图说明图1为实施例2制备牛血清蛋白-聚乙二醇缀合物的缀合过程荧光变化过程曲线图；图2为实施例2制备牛血清蛋白-聚乙二醇缀合物的荧光变化与缀合效率之间关系图；图3为实施例2制备牛血清蛋白-聚乙二醇缀合物的十二磺酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳图；图4为实施例3制备鲑鱼降钙素-聚乙二醇缀合物的缀合过程荧光变化过程曲线图；图5为实施例3制备鲑鱼降钙素-聚乙二醇缀合物的体积排除色谱图；图6为实施例3制备鲑鱼降钙素-聚乙二醇缀合物的十二磺酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳图；图7为实施例6制备的囊泡在水中的透射电镜图；图8为实施例7的药物控释曲线图。具体实施方式本专利技术提供了一种具有荧光发射性质的蛋白质/多肽-聚合物缀合物，具有式I所示结构：其中，POI为蛋白质或多肽；Polymer为聚合物。所述蛋白质/多肽-聚合物缀合物由双官能度荧光分子桥接蛋白质/多肽与聚合物，所述的双官能度荧光分子本身不具有或者仅具有弱的荧光发射能力，仅当蛋白质/多肽-聚合物缀合后荧光分子才具有强的荧光发射，因此所述蛋白质/多肽-聚合物缀合物的缀合过程可以通过荧光变化原位监控，并且所述蛋白质/多肽-聚合物缀合物可应用于治疗多肽与抗癌药物的传输。在本专利技术的某些具体实施例中，所述POI为牛血清蛋白，所述Polymer为聚乙二醇，其结构如式I-a所示：其中，n为23～445。上述蛋白质-聚合物缀合物优选按照以下方法制备：含巯基的牛血清蛋白、叠氮端基的聚乙二醇和化合物B进行Michael反应和点击反应，制备得到式I-a所示的蛋白质-聚合物缀合物；本专利技术对上述反应的原料配比、反应条件并无特殊限定，可以为本领域常规的Michael反应和点击反应的配比和条件。本专利技术优选的，通过荧光发射强度原位监控上述蛋白质-聚合物缀合物的缀合效率。在本专利技术的另外一些具体实施例中，所述POI为鲑鱼降钙素，所述Polymer为聚乙二醇，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有荧光发射性质的蛋白质/多肽‑聚合物缀合物，其特征在于具有式I所示结构：

【技术特征摘要】
1.一种具有荧光发射性质的蛋白质/多肽-聚合物缀合物，其特征在于具有式I所示结构：其中，POI为蛋白质或多肽；Polymer为聚合物。2.一种具有荧光发射性质的蛋白质-聚合物缀合物，其特征在于，具有式I-a所示结构：其中，所述POI为牛血清蛋白或鲑鱼降钙素，所述Polymer为聚乙二醇。3.一种权利要求2所述的蛋白质-聚合物缀合物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：含巯基的牛血清蛋白、叠氮端基的聚乙二醇和化合物B进行Michael反应和点击反应，制备得到式I-a所示的蛋白质-聚合物缀合物；其中，POI为牛血清蛋白，n为23～445；或者包括以下步骤：含巯基的鲑鱼降钙素、叠氮端基的聚乙二醇和化合物B进行Michael反应和点击反应，制备得到式I-a所示的蛋白质-聚合物缀合物；其中，POI为鲑鱼降钙素；n为23～445。4.一种具有荧光发射性质的多肽-聚合物缀合物，其特征在于，具有式I-b所示结构：其中，所述POI为...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘世勇，刘固寰，姜琰琰，
申请(专利权)人：中国科学技术大学，
类型：发明
国别省市：安徽,34