一种蛋白质-异硫氰酸酯类键合物及其应用制造技术

本发明专利技术公开了一种蛋白质‑异硫氰酸酯类键合物，由异硫氰酸酯类化合物中的异硫氰酸基团与蛋白质上的氨基基团反应得到。本发明专利技术以蛋白质和异硫氰酸酯类化合物为原料，利用两者间的基团反应将两者键合起来，制备得到水溶性大分子物质，从而进行一系列研究，提供了异硫氰酸酯类药物抑瘤机理的另一种可能性。该蛋白质‑异硫氰酸酯类键合物具有优良的水溶性，及优异的抗癌性能，作为抗癌药物使用时也同时解决了体内输送的问题。该蛋白质‑异硫氰酸酯类键合物还对疏水性化合物具有很好的负载、包覆效果，可以作为其载体，仅通过简单的共混即可制备粒径小、分布均匀且包覆紧密的纳米颗粒。

A protein isothiocyanate bond and its application

The invention discloses a protein isothiocyanate bond, which is obtained from the isothiocyanate group in the isothiocyanate compound with the amino group on the protein. The invention uses the protein and isothiocyanate as the raw material, and uses the group reaction between the two to bond the two and prepare the water-soluble macromolecules. A series of studies have been carried out, and another possibility of the mechanism of the antitumor inhibition of isothiocyanate drugs is provided. The protein, isothiocyanate bond, has excellent water solubility and excellent anticancer properties. It also solves the problem of transportation in vivo when used as anticancer drug. The isothiocyanate bonds also have good load and coating effect on hydrophobic compounds. It can be used as the carrier. Only simple blending can be used to prepare nanoparticles with small size, uniform distribution and close cladding.

【技术实现步骤摘要】
一种蛋白质-异硫氰酸酯类键合物及其应用
本专利技术涉及抗肿瘤药物的
，尤其涉及一种蛋白质-异硫氰酸酯类键合物及其应用。
技术介绍
膳食中十字花科蔬菜的摄入能预防多种恶性肿瘤，其中的抗肿瘤生物活性物质为硫代葡萄糖苷的水解产物异硫氰酸酯(isothiocyanates,ITCs)。但大多数异硫氰酸酯类化合物或其衍生物，多为水难溶性化合物，直接作为抑瘤药物使用，会在体内很快地反应降解掉或者清除掉；并且由于其疏水性和活泼性，给药方式也很受限制，生物利用度低。自1966年，Sidransky等(Sidransky.H,N.Ito,E.Verney,InfluenceofAlpha-Naphthyl-IsothiocyanateonLiverTumorigenesisinRatsIngestingEthionineandN-2-Fluorenylacetamide,JNatlCancerI,37(1966)677-686.)报道异硫氰酸酯调控肿瘤细胞生长以来，其抗肿瘤机制的研究开始受到广泛关注。虽然异硫氰酸酯类药物抗肿瘤机制尚未完全阐明，但以下方面的机制已经得到认同，例如：抑制I相酶活性，阻止致癌前体物活化；激活II相脱氢/抗氧化酶，加速致癌前体物在体内的代谢；激活Nrf2或抑制NF-kb等细胞调节氧化应激的重要转录因子，增加细胞对氧化应激的抗性；调节细胞周期，诱导肿瘤细胞凋亡等。然而，以上研究均是在细胞水平进行的，且均是基于异硫氰酸酯基团作为抗肿瘤的活性基团。考虑到异硫氰酸基团很活泼，一旦入血，很快就被吸附并与血液中各种蛋白等反应，形成硫脲等化学基团键合在蛋白上，当其到达肿瘤部位时，绝大部分已经不是以原先的异硫氰酸基团存在。基于此，我们认为，可能是蛋白结合物在机体中也存在某种抑制肿瘤生长的机制，发挥一定的抑瘤效果。蛋白质具有安全无毒、无免疫原性、可生物降解等特点，目前应用最广泛的蛋白质有牛血清白蛋白和人血清白蛋白等。白蛋白是一种内源性蛋白，结构中存在多种药物结合位点，其表面基团如氨基和羧基可以偶联其它功能分子，在药物输送方面具有许多优越性，例如白蛋白溶剂型纳米紫杉醇(AbraxaneTM)由美国生命科学公司(AmericanBioscience)生产，于2005年被美国食品药品管理局批准上市(M.J.Hawkins,P.Soon-Shiong,N.Desai,Proteinnanoparticlesasdrugcarriersinclinicalmedicine,AdvDrugDeliverRev,60(2008)876-885.)。该药应用人血白蛋白作为载体，高压均化法形成130纳米大小的紫杉醇颗粒，携带紫杉醇分子的白蛋白，通过与细胞膜上的白蛋白受体Gp60结合，激活细胞膜上的窑蛋白，而目前的研究发现控制窑蛋白的富含半胱胺酸酸性分泌性蛋白(SPARC)，在肿瘤组织中通常非常丰富，因此，白蛋白结合型药物具有一定的靶向功能；另外，有效地避免了聚氧乙烯蓖麻油和吐温-80表面活性剂带来的过敏反应。但其较Taxol(聚氧乙烯蓖麻油与无水乙醇1:1的混合液作为助溶剂)而言，临床试验结果并没有振奋人心的改善(N.K.Ibrahim,B.Samuels,R.Page,D.Doval,K.M.Patel,S.C.Rao,M.K.Nair,P.Bhar,N.Desai,G.N.Hortobagyi,MulticenterphaseIItrialofABI-007,analbumin-boundpaclitaxel,inwomenwithmetastaticbreastcancer,JClinOncol,23(2005)6019-6026.)。究其原因，很大程度上是由于紫杉醇并没有很好的包载在白蛋白中，纳米颗粒松散，一旦进入血液，颗粒立即分散，且迅速被清除，造成其药代动力学与Taxol几乎相同。
技术实现思路
本专利技术以蛋白质和异硫氰酸酯类化合物为原料，利用两者间的基团反应将两者键合起来，制备得到水溶性大分子物质，从而进行一系列研究，提供了异硫氰酸酯类药物抑瘤机理的另一种可能性。该蛋白质-异硫氰酸酯类键合物具有优良的水溶性，及优异的抗癌性能，作为抗癌药物使用时也同时解决了体内输送的问题。此外，该蛋白质-异硫氰酸酯类键合物还对疏水性化合物具有很好的负载、包覆效果，可以作为其载体，仅通过简单的共混即可制备粒径小、分布均匀且包覆紧密的纳米颗粒。本专利技术提供一种蛋白质-异硫氰酸酯类键合物，由异硫氰酸酯类化合物中的异硫氰酸基团与蛋白质上的氨基基团反应得到。具体制备方法如下：(1)将异硫氰酸酯类化合物与有机溶剂A混合，蛋白质与水混合，再将两者混合，并实时监测反应程度；(2)步骤(1)得到的反应产物经离心、过滤除去沉淀后，再透析除去有机溶剂A，得到所述的蛋白质-异硫氰酸酯类键合物。所述的异硫氰酸酯类化合物可以来源于十字花科蔬菜，包括苯甲基异硫氰酸酯、苯乙基异硫氰酸酯、苯甲酰基异硫氰酸酯、苄氧基苯基异硫氰酸酯、己基异硫氰酸酯、异硫氰酸烯丙酯、1-异硫氰酸-4-甲磺酰基丁烷、3-甲硫丙基异硫氰酸酯等；也可通过人工合成，包括苯甲基异硫氰酸酯-N-乙酰半胱氨酸共轭物、苯乙基异硫氰酸酯-N-乙酰半胱氨酸共轭物、1-环丙基萘-4-基异硫氰酸酯、芳基磺酰硫代异氰酸等。所述的蛋白质选自动物血清白蛋白、酪蛋白、胶原蛋白或丝蛋白；作为优选，所述蛋白质与异硫氰酸酯类化合物的投料摩尔比为1:10～50；异硫氰酸酯类化合物与有机溶剂A的质量体积比为2～100mg/ml；有机溶剂A与水的体积比为1～4:10。进一步优选，所述的异硫氰酸酯类化合物为苯乙基异硫氰酸酯、苯甲酰基异硫氰酸酯、苄氧基苯基异硫氰酸酯或己基异硫氰酸酯；所述的蛋白质为人血清白蛋白或牛血清白蛋白。再优选，所述的异硫氰酸酯类化合物为苯乙基异硫氰酸酯或苯甲酰基异硫氰酸酯，蛋白质与异硫氰酸酯类化合物的投料摩尔比为1:30～50。作为优选，所述的有机溶剂A选自二甲基亚砜、乙醇或甲醇。再考虑到有机溶剂的残留问题，进一步优选为乙醇。步骤(1)中，通过高效液相色谱(HPLC)进行实时监测产物中异硫氰酸酯类化合物的残留量，待两次检测结果变化≤5％时可停止反应。本专利技术还公开了根据上述方法制备的蛋白质-异硫氰酸酯类键合物作为载体包载疏水性化合物的方法，步骤如下：将蛋白质-异硫氰酸酯类键合物与水混合，得到载体水溶液Ⅰ，将疏水性化合物与有机溶剂B混合得到溶液Ⅱ，再将两者混合，经后处理得到包载有疏水性化合物的纳米颗粒。白蛋白为亲水性物质，直接对疏水性化合物进行包载时，可能存在稳定性问题；当键合了疏水性的异硫氰酸类化合物后，白蛋白的疏水区域增加且更容易暴露出来，更容易包载一些疏水化合物，制备得到的纳米颗粒更加稳定，药物突释减少。作为优选，所述的疏水性化合物包括小分子抗肿瘤药物、光敏剂、造影剂或荧光染料。通过包载小分子抗肿瘤药物可以实现与其它药物的联合使用。通过包载光敏剂、造影剂可以实现与放射性治疗的联合使用。通过包载荧光染料可以实现与基因治疗的联合使用。作为优选，所述的小分子抗肿瘤药物包括紫杉醇、阿霉素或喜树碱。进一步优选，所述的疏水性化合物为紫杉醇。作为优选，所述的有机溶剂B选自二氯甲烷、乙醇、甲醇、丙酮、四氢呋喃中的一种或本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种蛋白质‑异硫氰酸酯类键合物，其特征在于，由异硫氰酸酯类化合物中的异硫氰酸基团与蛋白质上的氨基基团反应得到。

【技术特征摘要】
1.一种蛋白质-异硫氰酸酯类键合物，其特征在于，由异硫氰酸酯类化合物中的异硫氰酸基团与蛋白质上的氨基基团反应得到。2.根据权利要求1所述的蛋白质-异硫氰酸酯类键合物，其特征在于，具体制备方法如下：(1)将异硫氰酸酯类化合物与有机溶剂A混合，蛋白质与水混合，再将两者混合，并实时监测反应程度；(2)步骤(1)得到的反应产物经离心、过滤除去沉淀后，再透析除去有机溶剂A，得到所述的蛋白质-异硫氰酸酯类键合物。3.根据权利要求2所述的蛋白质-异硫氰酸酯类键合物，其特征在于，所述的异硫氰酸酯类化合物选自苯甲基异硫氰酸酯、苯乙基异硫氰酸酯、苯甲酰基异硫氰酸酯、苄氧基苯基异硫氰酸酯、己基异硫氰酸酯、异硫氰酸烯丙酯、1-异硫氰酸-4-甲磺酰基丁烷、3-甲硫丙基异硫氰酸酯、苯甲基异硫氰酸酯-N-乙酰半胱氨酸共轭物、苯乙基异硫氰酸酯-N-乙酰半胱氨酸共轭物、1-环丙基萘-4-基异硫氰酸酯、芳基磺酰硫代异氰酸中的至少一种；所述的蛋白质选自动物血清白蛋白、酪蛋白、胶原蛋白或丝蛋白；所述的有机溶剂A选自二甲基亚砜、乙醇或甲醇。4.根据权利要求3所述的蛋白质-异硫氰酸酯类键合物，其特征在于，所述蛋白质与异硫氰酸酯类化合物的投料摩尔比为1:10～50；异硫氰酸酯类化合物与有机溶剂A的质量体积比为2～100mg/ml；有机溶剂A与水的体积比为1～4:10。5.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：申有青，胡诗琪，吴碧寒，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33