可降解硫醇‑烯聚合物及其制备方法技术

技术编号:16931657 阅读:47 留言:0更新日期:2018-01-03 01:47
本发明专利技术提供使用自由基引发的硫醇‑烯化学将多肽(包括肽和蛋白质)连接到其它部分的方法,例如,通过引入反应性硫醇基团来修饰多肽,并使所述硫醇基团与含烯烃的试剂或含炔烃的试剂在支持自由基硫醇‑烯或硫醇‑炔反应的条件下反应。所述反应性硫醇基团对于自由基硫醇‑烯反应具有比半胱氨酸硫醇基团更高的活性,包括通过至少两个碳原子与肽骨架隔开的硫醇基团,例如高半胱氨酸残基的硫醇基团。本发明专利技术还提供含有经连接的多肽例如肽和蛋白质缀合物的组合物和生物材料,和基于硫醇‑烯的生物相容性水凝胶聚合物,以及它们在医学领域中的用途。

Biodegradable thiol ene polymer and preparation method thereof

The present invention provides the use of thiol radical initiated ene chemistry peptide (including peptides and proteins) connected to other parts of the method, for example, through the introduction of reactive thiol group modified peptides, and the thiol groups and reagents containing olefins or acetylenes containing reagent in the reaction of free radical thiol ene or support the reaction conditions thiol alkyne. The reaction of thiol groups is higher than the activity of cysteine thiol groups for free radical thiol ene reaction, including through the thiol groups of at least two carbon atoms and the peptide backbone separated, such as high thiol groups of cysteine residues. The invention also provides a connection containing polypeptides such as peptides and protein conjugates, compositions and biological materials, and thiol ene biocompatible hydrogel based on polymers and their use in the medical field.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】可降解硫醇-烯聚合物及其制备方法相关申请的交叉引用本申请要求于2015年2月9日提交的美国临时专利申请62/114,034的优先权,将其公开内容通过引用并入本文。
本专利技术涉及使用自由基硫醇-烯和硫醇-炔化学使多肽(包括肽和蛋白质)与另一部分连接的方法,包含所述经连接的多肽(例如,多肽缀合物和基于硫醇-烯的生物相容性水凝胶聚合物)的组合物,及其在生物材料领域中的用途。
技术介绍
生物材料领域在过去几十年中经历了戏剧性的演变。随着生物材料的新颖组合的发展,工程师在创建聚合物材料方面取得了长足的进步,以满足当今未满足的临床需求。已经用于制造这些生物材料的经典化学具有显著的局限性,从而推动了该领域,以鉴定用于构建生物相容性生物聚合物的新方法。点击化学(clickchemistry)的出现提供了克服经典化学的一些局限性的机制,但是在这些反应需要相当大的发展后方可用于生物医学工程。自由基介导的硫醇-烯和硫醇-炔化学具有点击样(click-like)性质,为广泛的生物医学应用提供了多功能平台。Bowman等人在美国专利7,288,608中首先描述了使用自由基介导的硫醇-烯化学形成可降解聚合物,本文档来自技高网...
<a href="http://www.xjishu.com/zhuanli/05/201680019900.html" title="可降解硫醇‑烯聚合物及其制备方法原文来自X技术">可降解硫醇‑烯聚合物及其制备方法</a>

【技术保护点】
用于连接多肽的方法,其中所述多肽包含肽骨架和一个或多个反应性硫醇基团,所述方法包括使多肽的反应性硫醇基团与包含一个或多个反应性烯基团的烯化合物在促进自由基介导的硫醇‑烯反应的条件下反应,其中所述多肽的反应性硫醇基团所具有的自由基介导的硫醇‑烯反应的反应性为半胱氨酸硫醇基团的反应性的至少2倍。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.02.09 US 62/114,0341.用于连接多肽的方法,其中所述多肽包含肽骨架和一个或多个反应性硫醇基团,所述方法包括使多肽的反应性硫醇基团与包含一个或多个反应性烯基团的烯化合物在促进自由基介导的硫醇-烯反应的条件下反应,其中所述多肽的反应性硫醇基团所具有的自由基介导的硫醇-烯反应的反应性为半胱氨酸硫醇基团的反应性的至少2倍。2.权利要求1的方法,其中所述方法包括使所述多肽的反应性硫醇基团与自由基引发剂和烯化合物反应。3.权利要求1或2的方法,其中所述多肽的反应性硫醇基团通过两个或更多个碳原子与所述多肽的肽骨架隔开。4.权利要求3的方法,其中所述多肽的反应性硫醇基团是多肽的高半胱氨酸残基的硫醇基团或多肽的2-氨基-5-巯基戊酸残基的硫醇基团。5.权利要求3的方法,其中所述多肽的反应性硫醇基团为经由接头附接至赖氨酸残基的侧链氨基的硫醇基团。6.权利要求2至5中任一项的方法,其中所述自由基引发剂为选自以下的光引发剂:苯基-2,4,6-三甲基苯甲酰基亚膦酸锂(LAP)、苯基-2,4,6-三甲基苯甲酰基亚膦酸钠(NAP)、2-羟基-1-[4-(2-羟基乙氧基)苯基]-2-甲基-1-丙酮、1-羟基-环己基-苯基-酮和2,2-二甲氧基-1,2-二苯基乙-1-酮。7.权利要求的方法6,其中通过使光引发剂暴露于具有与光引发剂的激发波长相匹配的波长的光来引发硫醇-烯反应。8.权利要求6或7的方法,其中所述方法进一步包括控制光引发剂的量、光的强度和/或光引发剂暴露于光的时间。9.权利要求的方法8,其中所述硫醇-烯反应达到约70%完成至约95%完成。10.权利要求1至9中任一项的方法,其中所述多肽包含两个或更多个反应性硫醇基团,其各自通过两个或更多个碳原子与多肽的肽骨架隔开。11.权利要求10的方法,其中所述烯化合物包含两个或更多个反应性烯基团。12.权利要求11的方法,其中所述多肽包含n个反应性硫醇基团,所述烯化合物包含m个反应性烯基团,其中n和m独立地为≥2的整数且n+m≥5。13.权利要求12的方法,其中所述烯化合物为烯改性的生物相容性单体。14.权利要求13的方法,其中所述烯化合物为降冰片烯改性的聚乙二醇(PEG)。15.权利要求13或14的方法,其中所述多肽进一步包含已知对蛋白酶敏感的肽序列。16.权利要求15的方法,其中所述硫醇-烯反应提供生物相容性交联的可降解水凝胶聚合物。17.权利要求1至9中任一项的方法,其中所述烯化合物包含一个反应性烯基团。18.权利要求17的方法,其中所述烯化合物包含聚合物、捕获部分、标记物、碳水化合物、核酸或第二多肽。19.权利要求17的方法,其中所述烯化合物包含生物活性组分。20.权利要求17至19中任一项的方法,其中所述多肽包含通过两个或更多个碳原子与多肽的肽骨架隔开的一个反应性硫醇基团。21.权利要求17至20中任一项的方法,其中所述多肽选自肽或蛋白质激素、生长因子、细胞因子、白细胞介素、受体、可溶性受体、治疗性蛋白、酶和结构蛋白。22.权利要求1至9中任一项的方法,其中所述多肽包含通过两个或更多个碳原子与多肽的肽骨架隔开的一个反应性硫醇基团,并且所述烯化合物包含两个或更多个反应性烯基团。23.权利要求22的方法,其中所述烯化合物包含两个或更多个反应性烯基团。24.权利要求22的方法,其中所述方法进一步包括使第二硫醇化合物与包含两个或更多个反应性烯基团的烯化合物反应,其中所述第二硫醇化合物包含两个或更多个反应性硫醇基团。25.权利要求24的方法,其中所述第二硫醇化合物包含j个反应性硫醇基团,所述烯化合物包含k个反应性烯基团,其中j和k独立地为≥2的整数且j+k≥5。26.权利要求24或25的方法,其中所述第二硫醇化合物包含选自以下的聚合物部分:聚(乳酸)(PLA);聚乙交酯(PGA);PLA和PGA的共聚物(PLGA);聚(乙烯醇)(PVA);聚(乙二醇)(PEG);聚(环氧乙烷);聚(环氧乙烷)-共-聚(环氧丙烷)嵌段共聚物;泊洛沙胺;聚酐;聚原酸酯;聚(羟基酸);聚二噁烷酮;聚碳酸酯;聚氨基碳酸酯;聚(乙烯吡咯烷酮);聚(乙基噁唑啉);聚氨酯;羧甲基纤维素;羟基烷基化纤维素;多肽;核酸;修饰的核酸;锁核酸;多糖;碳水化合物;硫酸乙酰肝素;硫酸软骨素;肝素;藻酸盐;及其组合。27.权利要求24或25的方法,其中所述第二硫醇化合物包含肽骨架、可降解的肽和两个或更多个反应性硫醇基团,所述硫醇基团各自通过两个或更多个碳原子与肽骨架隔开。28.权利要求27的方法,其中所述第二硫醇化合物包含已知对蛋白酶敏感的肽序列和位于肽序列侧翼的两个高半胱氨酸残基。29.权利要求24或25的方法,其中所述第二硫醇化合物包含聚乙二醇和附接至聚乙二醇的两个末端硫醇基团。30.权利要求22至29中任一项的方法,其中所述烯化合物包含选自以下的聚合物部分:聚(乳酸)(PLA);聚乙交酯(PGA);PLA和PGA的共聚物(PLGA);聚(乙烯醇)(PVA);聚(乙二醇)(PEG);聚(环氧乙烷);聚(环氧乙烷)-共-聚(环氧丙烷)嵌段共聚物;泊洛沙胺;聚酐;聚原酸酯;聚(羟基酸);聚二噁烷酮;聚碳酸酯;聚氨基碳酸酯;聚(乙烯吡咯烷酮);聚(乙基噁唑啉);聚氨酯;羧甲基纤维素;羟基烷基化纤维素;多肽;核酸;修饰的核酸;锁核酸;多糖;碳水化合物;硫酸乙酰肝素;硫酸软骨素;肝素;藻酸盐;及其组合。31.权利要求1至30中任一项的方法,进一步包括产生包含一个或多个反应性硫醇基团的多肽。32.权利要求31的方法,其中产生包含一个或多个反应性硫醇基团的多肽包括使用经保护的含硫醇的氨基酸或氨基酸类似物的多肽合成,在所述经保护的含硫醇的氨基酸或氨基酸类似物中硫醇基团通过两个或更多个碳原子与同羧基相邻的碳原子隔开,所述经保护的含硫醇的氨基酸或氨基酸类似物诸如经保护的高半胱氨酸或2-氨基-5-巯基戊酸。33.权利要求31的方法,其中产生包含一个或多个反应性硫醇基团的多肽包括使用硫醇化剂修饰多肽。34.权利要求31的方法,其中产生包含一个或多个反应性硫醇基团的多肽包括将多肽中的甲硫氨酸残基进行化学或酶促转化为高半胱氨酸残基。35.通过权利要求1至34中任一项的方法产生的连接多肽。36.用于产生生物相容性交联的可降解水凝胶聚合物的方法,包括使反应性硫醇化合物与自由基引发剂和反应性烯化合物反应,其中所述反应性硫醇化合物包含肽骨架、可降解的肽和两个或更多个反应性硫醇基团,所述硫醇基团各自通过两个或更多个碳原子与肽骨架隔开;且所述反应性烯化合物是包含两个或更多个反应性烯基团的烯改性的生物相容性单体。37.权利要求36的方法,其中所述多肽包含n个反应性硫醇基团,所述烯化合物包含m个反应性烯基团,其中n和m独立地为≥2的整数且n+m≥5。38.权利要求36的方法,进一步包括向反应混合物中添加生物活性组分,其中所述生物活性组分与生物相容性交联的可降解水凝胶聚合物的聚合物基质相关联。39.权利要求36或38的方法,其中反应性硫醇化合物的反应性硫醇基团独立选自多肽的高半胱氨酸残基的硫醇基团、多肽的2-氨基-5-巯基戊酸残基的硫醇基团和经由接头附接至赖氨酸残基的侧链氨基的硫醇基团。40.权利要求36至39中任一项的方法,其中所述自由基引发剂为选自以下的光引发剂:苯基-2,4,6-三甲基苯甲酰基亚膦酸锂(LAP)、苯基-2,4,6-三甲基苯甲酰基亚膦酸钠(NAP)、2-羟基-1-[4-(2-羟基乙氧基)苯基]-2-甲基-1-丙酮、1-羟基-环己基-苯基-酮和2,2-二甲氧基-1,2-二苯基乙-1-酮。41.权利要求36至40中任一项的方法,其中所述反应性烯化合物包含选自以下的聚合物部分:聚(乳酸)(PLA);聚乙交酯(PGA);PLA和PGA的共聚物(PLGA);聚(乙烯醇)(PVA);聚(乙二醇)(PEG);聚(环氧乙烷);聚(环氧乙烷)-共-聚(环氧丙烷)嵌段共聚物;泊洛沙胺;聚酐;聚原酸酯;聚(羟基酸);聚二噁烷酮;聚碳酸酯;聚氨基碳酸酯;聚(乙烯吡咯烷酮);聚(乙基噁唑啉);聚氨酯;羧甲基纤维素;羟基烷基化纤维素;多肽;核酸;修饰的核酸;锁核酸;多糖;碳水化合物;硫酸乙酰肝素;硫酸软骨素;肝素;藻酸盐;及其组合。42.权利要求38至41中任一项的方法,其中所述生物活性组分为组织、细胞、蛋白质、肽、小分子药物、核酸、包囊的核酸(例如包囊于脂质纳米颗粒中)、脂质、碳水化合物或农业化合物。43.权利要求42的方法,其中所述生物活性组分包囊于生物相容性交联的可降解水凝胶聚合物的聚合物基质中。44.权利要求42的方法,其中所述生物活性组分共价键合至生物相容性交联的可降解水凝胶聚合物的聚合物基质。45.权利要求44的方法,其中所述生物活性组分为经由通过使生物活性多肽的反应性硫醇基团与烯基团反应形成的硫醚连接键而共价键合至聚合物基质的生物活性多肽,其中所述硫醚连接键的硫基通过两个或更多个碳原子与生物活性多肽的骨架隔开。46.通过权利要求35至45中任一项的方法产生的生物相容性交联的可降解水凝胶聚合物。47.权利要求46的生物相容性交联的可降解水凝胶聚合物,进一步包含与生物相容性交联的可降解水凝胶聚合物的聚合物基质相关联的生物活性组分。48.式(A)化合物:P-[Ct-S-C-C-Q]x其中P为多肽,t≥2,Ct是包含至少两个碳原子的接头,x为1或大于1的整数且Q为生物活性组分、聚合物、捕获部分、标记物、碳水化合物、核酸或第二多肽。49.权利要求48的化合物,其中所述化合物通过以下方式产生:使式P-[Ct-SH]x化合物与式CH2=CH-Q化合物和自由基引发剂反应。50.式(B)化合物:[P-Ct-S-C-C]y-Q其中P为多肽,t≥2,Ct是包含至少两个碳原子的接头,y为1或大于1的整数且Q选自聚(乳酸)(PLA);聚乙交酯(PGA);PLA和PGA的共聚物(PLGA);聚(乙烯醇)(PVA);聚(乙二醇)(PEG);聚(环氧乙烷);聚(环氧乙烷)-共-聚(环氧丙烷)嵌段共聚物;泊洛沙胺;聚酐;聚原酸酯;聚(羟基酸);聚二噁烷酮;聚碳酸酯;聚氨基碳酸酯;聚(乙烯吡咯烷酮);聚(乙基噁唑啉);聚氨酯;羧甲基纤维素;羟基烷基化纤维素;多肽;核酸;修饰的核酸;锁核酸;多糖;碳水化合物;硫酸乙酰肝素;硫酸软骨素;肝素;藻酸盐;及其组合。51.权利要求50的化合物,其中所述化合物通过以下方式产生:使式P-Ct-SH化合物与式[CH2=CH]yQ化合物和自由基引发剂反应。52.权利要求50的化合物,其中Q为式(Qa)的聚合物部分:其中,R1和R2独立选自聚(乳酸)(PLA);聚乙交酯(PGA);PLA和PGA的共聚物(PLGA);聚(乙烯醇)(PVA);聚(乙二醇)(PEG);聚(环氧乙烷);聚(环氧乙烷)-共-聚(环氧丙烷)嵌段共聚物;泊洛沙胺;聚酐;聚原酸酯;聚(羟基酸);聚二噁烷酮;聚碳酸酯;聚氨基碳酸酯;聚(乙烯吡咯烷酮);聚(乙基噁唑啉);聚氨酯;羧甲基纤维素;羟基烷基化纤维素;多肽;核酸;修饰的核酸;锁核酸;多糖;碳水化合物;硫酸乙酰肝素;硫酸软骨素;肝素;藻酸盐;及其组合;且其中表示与式(B)的P-Ct-S-部分之一的硫原子或式(Qa)的聚合物部分的另一亚基的硫醚部分中任一者的附接点。53.权利要求50的化合物,其中Q为式(Qb)的聚合物部分:其中,R1和R2独立选自聚(乳酸)(PLA);聚乙交酯(PGA);PLA和PGA的共聚物(PLGA);聚(乙烯醇)(PV...

【专利技术属性】
技术研发人员:A·V·卡赞采夫P·D·马瑞纳M·斯坦顿
申请(专利权)人:马赛克生物科学公司
类型:发明
国别省市:美国,US

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