一种双乙烯磺酰胺连接子及其制备和应用制造技术

本发明专利技术提供了一种双乙烯磺酰胺连接子及其制备和应用。所述的双乙烯磺酰胺连接子的结构式为式I或式II。本发明专利技术提供的新型双乙烯磺酰胺连接子不仅一端可以偶联多肽或蛋白，另一端同时可以连接亲和标记物或示踪荧光物质或活性药物。

A double vinyl sulfonamide connector and its preparation and Application

The invention provides a double ethylene sulfonamide connector and its preparation and application. The structural formula of the double ethylene sulfonamide connector is type I or type II. The new double ethylene sulfonamide connector provided by the invention can not only bind polypeptide or protein at one end, but also connect affinity tags or tracer fluorescent substances or active drugs at the other end.

【技术实现步骤摘要】
一种双乙烯磺酰胺连接子及其制备和应用
本专利技术属于生物制药及生物
，具体涉及一种新型的连接子(linker)及其制备，及其应用于亲和标记物、示踪荧光物质及活性药物等特异性的偶联到多肽、蛋白质中可到达的硫-硫键上的方法。本专利技术涉及的连接子及偶联方法可用于制备靶向示踪诊断试剂、肿瘤靶向治疗药物等并可控制药物/靶向物比值(DAR)。
技术介绍
蛋白质的选择性化学修饰在物化学和生物医学研究领域中非常重要。利用化学手段发展蛋白质修饰方法已成功的应用在多个领域中，如：蛋白质荧光标记，细胞内生物过程检测，蛋白质偶联物用于治疗、诊断等。近年来最热门和重要的应用领域为抗体药物偶联物(Antibodydrugconjugation，ADCs)。抗体药物偶联物是将具有极高生物活性的药物分子修饰连接到抗体上。ADCs的诞生是基于一种理想的前药设计理念，希望将高活性药物分子和抗体两者的优点结合起来，利用抗体的特异专一性，有效输送高活性物质到特定靶标，提高药效，降低毒性。随着ADCs药物Adcetris和Kadcyla分别于2011和2013年上市，ADCs进入黄金发展期，目前共有超过40个ADCs药物正在进行临床研究。ADCs由抗体(antibody)、连接子(linker)和细胞毒素(toxin)三部分组成。其中，连接子在ADC药物设计中非常重要，对于靶向药物的制备、功效等起着关键作用。早期的ADCs中的连接子多基于抗体内在的氨基酸残基进行修饰，如胺基、巯基等。但由于多个修饰位点的存在，导致抗体与高活性药物偶联时，化学选择性极差，药物的结合位点及结合数目极其复杂。这类均一性差的ADCs不仅会对药代动力学、药效和药物安全性产生很大的影响，同时对产品质量控制造成极大的挑战。其后，随着定点突变技术的发展，可以在蛋白的特定位点引入半胱氨酸(cysteine)或非天然氨基酸(叠氮，醛基等)，进而进行化学选择性修饰。虽然这类方法对蛋白质的修饰特异性非常好，但突变的产率低，成本高，严重的制约了其发展和应用。早期的研究认为蛋白质硫-硫键对其结构和功能非常重要，并不适合用来进行化学修饰，但近年来研究表明，硫-硫键修饰后，蛋白质的结构和生物活性都能够很好的保持。基于硫-硫键来发展蛋白质化学选择性修饰新方法，不仅对蛋白质本身的研究有非常积极的作用，同时将该方法用于ADCs的定位合成时也有着独特的优势：单抗中一般含有4对易于接近硫-硫键，如果通过硫-硫键定位偶联高活性物质，不仅可以实现化学选择性偶联，避免对抗体突变的改造，而且可以得到理想的DAR值产物。另外目前报道的技术已经可以实现选择性的对1对或2对硫-硫键偶联。由于蛋白质硫-硫键的修饰研究起步较晚，因此目前的方法并不多，将其用于ADCs的合成中的方法则更有限，目前主要侧重于两大类：(1)α，β-不饱和-β’单砜类化合物(α，β-Unsaturated-β’-monosulfones)；(2)马来酰亚胺类化合物(Maleimides)。单砜类化合物的制备较为繁琐，而马来酰亚胺类化合物的稳定性并不理想。因此，发展新的简单、高效、实用的方法修饰蛋白质硫-硫键是非常有必要的。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种双乙烯磺酰胺连接子及其制备，以及以该类连接子一端偶联亲和标记物或示踪荧光物质或活性药物等，另一端特异性偶联多肽或蛋白硫-硫键中的应用。为达到上述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案是：一种双乙烯磺酰胺连接子，其结构式为式I或者式II：式I中，X选自C或者N；R选自氢，硝基，羟基，烷基羟基，芳香基羟基，胺基，烷基胺基，芳香基胺基，巯基，烷基巯基，芳香基巯基，羧酸，烷基羧酸，芳香基羧酸，炔基，烷基炔基，芳香基炔基，叠氮，烷基叠氮，芳香基叠氮，羰基，烷基羰基，芳香基羰基，醛基，烷基醛基，芳香基醛基，或其中任意组合；式II中W选自直链、支链或环状烷烃，苄基或其它芳香苄基，苯基或其它芳香基，或其中任意组合；R1选自氢，直链、支链或环状烷烃，苄基或其它芳香苄基，苯基或其它芳香基，或其中任意组合；R2选自氢，直链、支链或环状烷烃，苄基或其它芳香苄基，苯基或其它芳香基，或其中任意组合。优选地，所述的双乙烯磺酰胺连接子的结构式为式1-式11(图1)、式16、式19、式22、式26以及式30中的至少一种。上述的双乙烯磺酰胺连接子的制备方法，其特征在于，包括：以胺基化合物为起始物，在氯乙烷基磺酰氯和碱的作用下，反应得到乙烯磺酰胺连接子。优选地，所述的胺基化合物包括直链、支链或环状烷基胺，苄基或其它芳香苄基胺，苯基或其它芳香基胺，或其中任意组合。优选地，所述的碱包括三乙胺或其它有机碱，氢氧化钠或其它无机碱。优选地，上述的双乙烯磺酰胺连接子的制备方法的具体步骤包括：将胺基化合物溶于溶剂中，冰浴下加入碱，充分冷却后加入氯乙烷基磺酰氯，在一定温度下进行反应一段时间，得到双乙烯磺酰胺连接子。更优选地，所述的反应温度为0℃-45℃。双乙烯磺酰胺连接子的制备的反应式如下：本专利技术还提供了上述的双乙烯磺酰胺连接子的应用方法，其特征在于，包括：先在双乙烯磺酰胺连接子的所需官能团上接入Tag，再与多肽或蛋白偶联(方式a)；或者，先将双乙烯磺酰胺连接子同多肽或蛋白偶联，然后再连接Tag(方式b)；其中，所述的双乙烯磺酰胺连接子由在带有反应基团的胺基化合物引入所需官能团(FG)形成。优选地，所述的胺基化合物包括直链、支链或环状烷基胺，苄基或其它芳香苄基胺，苯基或其它芳香基胺，或其中任意组合。优选地，所述的所需官能团包括羟基，烷基羟基，芳香基羟基，胺基，烷基胺基，芳香基胺基，巯基，烷基巯基，芳香基巯基，羧酸，烷基羧酸，芳香基羧酸，炔基，烷基炔基，芳香基炔基，叠氮，烷基叠氮，芳香基叠氮，羰基，烷基羰基，芳香基羰基，醛基，烷基醛基，芳香基醛基，或其中任意组合。优选地，所述的Tag包括亲和标记物(如biotin和folicacid中的至少一种)、示踪荧光物质(如有香豆素和荧光素中的至少一种)以及活性药物(如喜树碱类、美登醇类、抗生素类、毒素类和雷公藤类中的至少一种)中的至少一种。Tag不仅仅局限于上述提到的类别，还包括所有用于亲和标记，荧光失踪以及具有高活性的物质。优选地，所述的多肽或蛋白包括可达到硫-硫键的多肽，蛋白或者抗体。本专利技术同时提供了一种化合物，其特征在于，其结构式为式III：P-(D-S)nIII其中，P是多肽或者蛋白；D是上述的双乙烯磺酰胺连接子；S是亲和标记物或示踪荧光物质或活性药物；n是一个范围在0-4的整数。上述反应的流程如图11所示。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：1.本专利技术提供了简单、高效的方法制备双乙烯磺酰胺连接子；2.本专利技术提供的新型双乙烯磺酰胺连接子可选择性的修饰多肽或蛋白的硫-硫键；3.本专利技术提供的新型双乙烯磺酰胺连接子不仅一端可以偶联多肽或蛋白，另一端同时可以连接亲和标记物或示踪荧光物质或活性药物。4.本专利技术提供的新型双乙烯磺酰胺连接子可选择性在多肽或蛋白的硫-硫键上引入特定官能团后，进一步偶联亲和标记物或示踪荧光物质或活性药物。5.本专利技术提供的新型双乙烯磺酰胺连接子可用于抗体药物偶联物，得到DAR(0-4间的整数)值较为均一的产物附图说明图1显示了本专利技术中涉及的典型的双乙烯磺酰胺连接子的结构。图2显示本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种双乙烯磺酰胺连接子，其结构式为式I或者式II：

【技术特征摘要】
1.一种双乙烯磺酰胺连接子，其结构式为式I或者式II：式I中，X选自C或者N；R选自氢，硝基，羟基，烷基羟基，芳香基羟基，胺基，烷基胺基，芳香基胺基，巯基，烷基巯基，芳香基巯基，羧酸，烷基羧酸，芳香基羧酸，炔基，烷基炔基，芳香基炔基，叠氮，烷基叠氮，芳香基叠氮，羰基，烷基羰基，芳香基羰基，醛基，烷基醛基，芳香基醛基，或其中任意组合；式II中W选自直链、支链或环状烷烃，苄基或其它芳香苄基，苯基或其它芳香基，或其中任意组合；R1选自氢，直链、支链或环状烷烃，苄基或其它芳香苄基，苯基或其它芳香基，或其中任意组合；R2选自氢，直链、支链或环状烷烃，苄基或其它芳香苄基，苯基或其它芳香基，或其中任意组合。2.权利要求1所述的双乙烯磺酰胺连接子的制备方法，其特征在于，包括：以胺基化合物为起始物，在氯乙烷基磺酰氯和碱的作用下，反应得到乙烯磺酰胺连接子。3.如权利要求2所述的双乙烯磺酰胺连接子的制备方法，其特征在于，所述的胺基化合物包括直链、支链或环状烷基胺，苄基或其它芳香苄基胺，苯基或其它芳香基胺，或其中任意组合。4.如权利要求2所述的双乙烯磺酰胺连接子的制备方法，其特征在于，所述的碱包括三乙胺或其它有机碱，氢氧化钠或其它无机碱。5.如权利要求2所述的双乙烯磺酰胺连接子的制备方法，其特征在于，具体步骤包括：将胺基化合物溶于...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜标，陈红莉，李至宏，
申请(专利权)人：上海科技大学，
类型：发明
国别省市：上海,31