包括使用修饰的单糖化合物的用于特异性标记活微生物的方法技术

在包含微生物的样品中特异性标记活微生物的方法，所述方法包括以下步骤：a)将所述样品的所述微生物与至少一种修饰的单糖化合物孵育，所述单糖化合物包含能够与第二反应基团化学反应的第一反应化学基团，以使带有所述第一反应基团的残基被合并入所述活微生物中，优选在所述微生物的表面，和b)将合并入所述微生物中的所述残基与包含所述第二反应基团的标记分子接触，以产生合并入所述活微生物中的所述残基的所述第一反应基团与所述标记分子的所述第二反应基团的化学反应，导致共价连接，其特征在于所述修饰的单糖化合物具有下式(I')，或其盐：

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】包括使用修饰的单糖化合物的用于特异性标记活微生物的方法本专利技术涉及用于标记活微生物的方法，其在于将带有反应基团的化合物残基合并入所述微生物中，优选在其表面，更特别地尤其当所述微生物是细菌时在其包膜中。术语“活微生物”包括能够在培养条件下繁殖的任何单细胞生物体，更特别地包括原核微生物和单细胞真核微生物。原核微生物包括细菌(也称为真细菌)以及古菌(也称为古细菌)。细菌包括革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌以及既不是革兰氏阴性也不是革兰氏阳性的细菌。单细胞真核微生物包括单细胞真菌(尤其包括酵母)、变形虫和单细胞原生生物。本专利技术更特别地提供允许标记包括细菌以及单细胞真菌和变形虫的微生物的方法。本文术语“包膜”包括在微生物表面的任何的壁、层或膜，尤其是微生物的细胞壁，包膜更特别地包括细菌的内部质膜和肽聚糖层以及革兰氏阴性菌的外膜。WO2013/107759公开了标记活菌(更特别地是革兰氏阴性菌)的方法。所述方法本质上在于通过同化作用将修饰的酮糖酸型的内源性单糖化合物的类似物合并入所述细菌的膜中，以使其带有所谓的第一反应化学官能团，如叠氮基(-N3)或炔基(-C≡CH)，从而使得该第一反应基团能够尤其通过所谓的点击化学反应(clickchemistryreaction)与带有互补反应基团的分子反应。更特别地，在WO2013/107759中已公开，这样的包含酮糖酸或酮糖酸盐残基的修饰的内源性糖的类似物是特别有利的，因为这样的残基可见于细菌细胞膜的聚糖中，尤其是所有革兰氏阴性菌的LPS中，而且，它们能够以相同的形式被直接同化，其中它们会被合并入所述革兰氏阴性菌的LPS的聚糖中。酮糖酸(也称为酮糖首酸(ketoaldonicacids)，或首酮糖酸(aldulosonicacids))是酮糖家族的单糖，其在C-2上存在酮官能团，并在C-1上存在羧酸。辛酮糖酸和壬酮糖酸见于多种天然聚糖中，包括不同形式的细菌聚糖(尤其是LPS、荚膜多糖、糖蛋白)中。导致这些聚糖细化(elaboration)的生物合成通路通常涉及作为中间体的游离酮糖酸，其然后以CMP-糖供体的形式被直接激活。所有革兰氏阴性菌的LPS都包含所述酮糖酸盐残基。更准确地，WO2013/107759中公开的方法是用于在包含细菌的样品中特异性标记给定类别的细菌的活菌的方法，所述方法包括以下步骤：a)将所述样品的所述细菌和至少一种单糖化合物的类似物孵育，所述单糖是该给定类别的细菌的外膜聚糖的内源性单糖残基，所述内源性单糖残基包含酮糖酸或酮糖酸盐残基，所述单糖化合物的类似物是在给定位置被第一反应化学基团取代的修饰的单糖，所述第一反应化学基团能够与标记分子的第二反应基团反应，和b)将所述细菌与包含所述第二反应基团的所述标记分子接触，以产生合并入所述活菌的所述外膜聚糖中的所述类似物残基的所述第一反应基团与所述标记分子的所述第二反应基团的反应。特别地，在WO2013/107759中，所述单糖类似物是具有下式(I”)之一的被取代的酮糖酸或其酮糖酸盐：其中-A、B和C可以独立地是H、OH、NH2，OH和NH2被或不被其保护基取代，且-D是C2至C4的烷基链，且-A、B、C或D基团中的至少一个被所述第一反应基团取代。在WO2013/107759中，在步骤a)中与活菌孵育然后在被细菌同化后合并入其外膜中的所述单糖类似物除了仅通过被所述第一反应基团取代而被修饰以外，可以与合并入外膜的聚糖链中的内源性单糖相同。本专利技术的目的在于发现在单细胞微生物的广泛范围内，尤其是细菌的更广泛范围内和尤其是革兰氏阴性菌和革兰氏阳性菌以及单细胞真核微生物(诸如单细胞真菌、变形虫和单细胞原生生物)的广泛范围内，能够被同化的其他单糖化合物，以及呈现就所涉及的微生物类别而言它们的合并特异性方面的有利的和不同的性质。更准确地，本专利技术提供在包含微生物的样品中特异性标记活微生物的方法，所述方法包括以下步骤：a)将所述样品的所述微生物与至少一种修饰的单糖化合物孵育，所述单糖化合物包含能够与第二反应基团化学反应的第一反应化学基团，以使带有所述第一反应基团的残基被合并入所述活微生物中，优选在所述微生物的表面，尤其是合并入所述微生物的包膜中，和b)将合并入所述活微生物中的所述残基与包含所述第二反应基团的标记分子接触，以产生合并入所述活微生物中的所述残基的所述第一反应基团与所述标记分子的所述第二反应基团的化学反应，导致共价连接，其特征在于所述修饰的单糖化合物具有下式(I')，或其盐：-X可以是O、NH或S，优选O和NH，且-R1和R2可以独立地是H、OH、NH2，OH和NH2被或不被其保护基取代，优选被烷基、羟基烷基、酰基、甲酰基或亚胺酰基取代，且-R3是H或C1至C4的烷基链，每个碳被或不被OH或NH2取代，所述OH或NH2被或不被其保护基取代，优选被烷基、羟基烷基、酰基、甲酰基或亚胺酰基取代，且-X、R1、R2和R3基团中的至少一个，优选R3，被所述第一反应基团Ra取代。因此，与WO2013/107759中相平衡的式I”化合物和对应的式II相反，上述定义的式I'化合物不包含在式I'环的C-1位置的羧酸基团(-CO2H)。这样的式(I')化合物可以被广泛范围类别的活微生物同化，尤其是包括单细胞原核微生物(包括古菌和细菌)以及单细胞真核生物体(更特别地包括单细胞真菌(包括interalia酵母)、变形虫和单细胞原生生物)。根据本专利技术，带有所述第一反应基团的所述修饰的单糖被微生物同化以合并入所述残基的准确机制并不完全确定。然而，看起来所述单糖化合物可以是不同于所述微生物的内源性单糖残基，尤其不同于所述微生物包膜的内源性单糖残基，并且更特别地，在革兰氏阴性菌的情况下，不同于这样的细菌外膜聚糖的内源性单糖残基，诸如细菌的LPS或荚膜多糖(CPS)，然而其能够穿透并被合并入所述微生物中。表述“内源性单糖残基”的意思是天然存在于所述微生物中的残基，尤其是存在于所述微生物的包膜(更特别地是所述细菌的包膜)中的残基。根据本专利技术，所述被所述第一反应基团修饰的所述单糖化合物可包括在所述微生物(尤其是在所述微生物的包膜中，更特别地是在所述细菌的包膜)中的其生物合成通路中的内源性单糖前体类似物。更特别地，本专利技术的单糖化合物的其上被所述第一反应基团取代的部分不同于合并入所述微生物中的内源性单糖残基，尤其不同于合并入所述细菌包膜聚糖的内源性单糖残基，但是在合并入所述细菌包膜聚糖的修饰的单糖残基中它可被代谢，所述单糖被所述第一反应基团修饰。更特别地，在本专利技术的方法中，所述修饰的单糖化合物可以是WO2013/107759中公开并要求保护的上述式(I')的细菌的修饰的内源性单糖的前体的类似物。本专利技术的化合物可以在孵育步骤a)期间被代谢和转化，以被所述细菌同化，可能合并入所述细菌的包膜聚糖中，即作为这样的细菌包膜聚糖的修饰的单糖残基被合并，即其中被修饰的单糖残基带有所述第一反应基团。更特别地，所述合并入的残基可以是单糖残基。然而，可选地，可能所述修饰的单糖化合物可在分子中被转化、代谢或降解，产生不是合并入所述微生物的单糖残基的所述残基，或产生所述残基的前体。呋喃糖环(furanosiccycle)(I')可以与以下吡喃糖(pyranosic)化合物(II'本文档来自技高网...

【技术保护点】
在包含微生物的样品中特异性标记活微生物的方法，所述方法包括以下步骤：a)将所述样品的所述微生物与至少一种修饰的单糖化合物孵育，所述单糖化合物包含能够与第二反应基团化学反应的第一反应化学基团，以使带有所述第一反应基团的残基被合并入所述活微生物中，优选在所述微生物的表面，和b)将合并入所述微生物中的所述残基与包含所述第二反应基团的标记分子接触，以产生合并入所述活微生物中的所述残基的所述第一反应基团与所述标记分子的所述第二反应基团的化学反应，导致共价连接，其特征在于所述修饰的单糖化合物具有下式(I')，或其盐：

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.05.04 EP 15166249.11.在包含微生物的样品中特异性标记活微生物的方法，所述方法包括以下步骤：a)将所述样品的所述微生物与至少一种修饰的单糖化合物孵育，所述单糖化合物包含能够与第二反应基团化学反应的第一反应化学基团，以使带有所述第一反应基团的残基被合并入所述活微生物中，优选在所述微生物的表面，和b)将合并入所述微生物中的所述残基与包含所述第二反应基团的标记分子接触，以产生合并入所述活微生物中的所述残基的所述第一反应基团与所述标记分子的所述第二反应基团的化学反应，导致共价连接，其特征在于所述修饰的单糖化合物具有下式(I')，或其盐：-X可以是O、NH或S，优选O和NH，且-R1和R2可以独立地是H、OH、NH2，OH和NH2被或不被其保护基取代，优选被烷基、羟基烷基、酰基、甲酰基或亚胺酰基取代，且-R3是H或C1至C4的烷基链，每个碳被或不被OH或NH2取代，所述OH或NH2被或不被其保护基取代，优选被烷基、羟基烷基、酰基、甲酰基或亚胺酰基取代，且-X、R1、R2和R3基团中的至少一个，优选R3，被所述第一反应基团Ra取代。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述修饰的单糖化合物是具有式(I)的立体异构体或其盐3.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述修饰的单糖化合物是具有式(I)或(I')的化合物或其盐，其中：-X是O，且-R1是H、OH、NH2，OH和NH2被或不被所述保护基取代，且-R2是H、OH、NH2，OH和NH2被或不被所述保护基取代，且；-至少R1、R2或R3被所述第一反应基团Ra取代。4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中所述修饰的单糖化合物是具有下式的化合物或其盐，其中：-R1和R2是OH，OH被或不被保护基取代，且-R3是-CH3、-CH2OH或-CH2NH2，这些基团被所述第一反应基团Ra取代。5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中所述修饰的单糖化合物是具有以下立体异构体式(Ia)的化合物或其盐，其中：6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中所述第一反应基团Ra选自叠氮基或带有叠氮基的基团和炔基或带有炔基的基团，所述第一反应基团优选是叠氮基，并且所述第二反应基团选自炔基和叠氮基或分别带有炔基和叠氮基的基团，所述第二反应基团优选是炔基，通过进行叠氮炔烃环加成反应进行所述叠氮基反应基团与所述炔基反应基团的反应。7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其中Ra是-N3或-C≡CH。8.根据权利要求1至7所述的方法，其中所述微生物选自：-原核微生物，优选细菌，和-单细胞真核微生物，优选单细胞真菌和变形虫。9.根据权利要求8所述的方法，其用于标记选自以下种的微生物的细菌：a)细菌：鲍曼不动杆菌(Acinetobacterbaumannii)、蜡样芽孢杆菌(Bacilluscereus)、蜡样芽孢杆菌、蜡样芽孢杆菌巴黎株(Bacilluscereusparis)、枯草芽孢杆菌(Bacillussubtilis)、阪崎肠杆菌(Cronobactersakazakii)、耐久肠球菌(Enterococcusdurans)、粪肠球菌(Enterococcusfaecalis)、大肠杆菌(Escherichiacoli)、肺炎克雷伯菌(Klebsiellapneumophila)、嗜肺军团菌(Legione...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·迪康，B·沃泽勒，J·马斯庞斯，A·巴龙，
申请(专利权)人：国立科学研究中心，艾克斯马赛大学，南巴黎大学，
类型：发明
国别省市：法国,FR