一种卟啉修饰的穿膜肽及其制备和应用制造技术

本发明专利技术公开了一种卟啉修饰的的穿膜肽及其制备和应用，属于抗肿瘤药物设计、合成技术领域。本发明专利技术利用焦脱镁叶绿素a的羧基，通过酰胺化将其链接在氨基暴露的穿膜肽上。利用卟啉衍生物焦脱镁叶绿素a与血卟啉类似的性质，能嵌入人血清白蛋白的空腔中，从而延长多肽在体内的循环时间，结合卟啉的光动力作用，对肿瘤起到更加高效的杀伤作用。该化合物合成方法简单，原料易得，成本低，副反应少，产率较高，易提纯，有利于工业化生产。

A porphyrin modified membrane penetrating peptide and its preparation and Application

【技术实现步骤摘要】
一种卟啉修饰的穿膜肽及其制备和应用
本专利技术属于抗肿瘤药物设计、合成
，具体涉及一种卟啉修饰的穿膜肽及其制备和应用。
技术介绍
现如今，科学技术的快速发展使得疾病的发现和治疗都进入了一个新的阶段，很多疑难杂症都有了相对应的优化方案，但癌症依然是压在广大患者、医生以及科研人员心头的一块重石。根据世界卫生组织的调查统计，癌症是全球第二大死因，仅2015年就导致了880万人的死亡。如果从全球死亡统计看，将近六分之一的死亡都由癌症引起。对于早期患者，传统的治疗手段有如手术切除，化疗以及放射性治疗等，但这些手段在治疗的同时也在一定程度上给患者带来了较大的副作用以及并不能完全根除的弊端。因此研究新型的精准高效的治疗癌症的方法极其重要和紧急。多肽类药物因其在体的低毒性和明确的靶向性逐渐成为抗肿瘤研究的热点。多肽不仅能够作为多种药物的载体提高小分子药物的生物相容性，同时特定序列的多肽也可被赋予抗肿瘤活性。正电性的穿膜肽，能够与电负性的磷脂双分子层作用，并进入细胞引起细胞的凋亡，从而达到治疗肿瘤的目的。然而，穿膜肽在体内易被内源性蛋白酶降解，因此提高穿膜肽在体内的稳定性和滞留率成为了提高其抗肿瘤活性的研究热点。本专利技术通过将具有光动力活性的卟啉类衍生物和两亲性的穿膜肽耦合，设计了一种新型抗肿瘤卟啉多肽轭合物，通过实验与计算方法研究了卟啉对于穿膜肽在体内滞留率的影响以及抗肿瘤作用研究。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对现有穿膜肽存在的问题，提供一种卟啉修饰的穿膜肽及其制备和应用。本专利技术的卟啉修饰的穿膜肽不仅能够通过卟啉延长穿膜肽在体内的滞留时长，还能通过卟啉作为光敏剂的特性引入光动力治疗，从而增强对肿瘤的杀伤能力。本专利技术合成的卟啉多肽衍生物生物相容性好，体内滞留率长，同时还能达到提供体内成像和治疗的目的，其化合物结构单一，不存在异构体，产品容易提纯；合成方法比较简单，副反应少，产率较高，原料易得，成本低，有利于工业化生产。为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种卟啉修饰的穿膜肽PPA-K6L9包含一分子卟啉与一分子含有2个甘氨酸、6个赖氨酸和9个亮氨酸构成的多肽分子通过酰胺键共价连接，其化学结构式为：一种卟啉修饰的穿膜肽PPA-K6L9的制备方法，包括以下步骤：一分子单羧基的卟啉衍生物焦脱镁叶绿素a与一分子由17个氨基酸组成的穿膜肽通过酰胺键共价连接；所述单羧基的卟啉衍生物焦脱镁叶绿素a，其化学结构为：，所述由17个氨基酸组成的N端暴露，C端接有树脂的GGK6L9穿膜肽，其化学结构为：；合成的卟啉修饰的穿膜肽PPA-K6L9，其化学结构为：。一种卟啉修饰的穿膜肽PPA-K6L9的制备方法，具体包括以下步骤：（1）将0.0215mmol焦脱镁叶绿素a,0.0633mmol,苯并三氮唑-N,N,N’,N’-四甲基脲六氟磷酸盐（HBTU）加入至2mLN,N-二甲基甲酰胺（DMF）中，然后再加入93.3μL的N,N-二异丙基乙胺（DIEA），室温下搅拌30min；（2）将43.3mgN端暴露，C端接有树脂的GGK6L9穿膜肽加入步骤（1）的反应体系中，室温下搅拌过夜；（3）反应完后用DMF洗去残留的反应物至上清液无色，再用甲醇置换DMF后，冻干；（4）将冻干的固体用95%的三氟乙酸浸泡4h，抽滤取滤液；用10倍于滤液体积的乙醚析出固体，离心取固体；（5）对固体进行冷冻干燥，得粗产物；将粗产物用甲醇溶解后，过HPLC进行纯化，得纯产物，并进行质谱鉴定。所述的卟啉修饰的穿膜肽，用于将光动力治疗和多肽杀伤肿瘤结合起来起到双重抗肿瘤的效果。光动力治疗（PhotodynamicTherapy，PDT）是具有特殊结构的光敏剂，分子态氧以及一定波长的光三者共同存在的状态下发生的一系列光物理光化学反应，其反应产物是具有细胞杀伤作用的活性氧。该过程可以通过只光照病变部位从而实现一定程度上的靶向作用，进而减小对正常组织的杀伤作用。卟啉类光敏剂最初来源于血卟啉，血卟啉属于光敏剂发展中的第一代光敏剂，主要提取自血液，但由于其提取成本较高，后面逐渐由人工合成所代替，并设计出带有不同官能团的卟啉类衍生物，也就是第二代光敏剂。本专利技术中用到的焦脱镁叶绿素a也属于该类光敏剂，其在二甲亚砜作为溶剂时，红外区的最大吸收为665nm,恰好落在临床光治疗窗口内；它的结构中有且只含有一个羧基，很容易通过酰胺化反应修饰上其他功能性的分子。此外，只有一个羧基的结构也在一定程度上避免了非单一产物出现的情况。因此，本专利技术选其作为光动力治疗肿瘤这一环节的光敏剂。但单一的光敏剂在生物相容性方面以及靶向性方面有所不足。多肽是氨基酸残基数介于10-100的通过肽键连接在一起的短链化合物。由于传统的化疗类抗肿瘤药物具有选择性低副作用大，且较易产生耐药性等缺点，单克隆抗体虽然提高了选择性，但是其分子量较大，在体内会引发免疫反应，同时因其对温度和有机溶剂等比较敏感，易变形丧失功能而增大了大规模生产的成本，因此具有低毒性且靶向性明确的多肽类抗肿瘤药逐渐成为了研发的热点。穿膜肽作为功能肽的一种，其带有较多的正电荷，可以与细胞膜带负电的磷脂双分子层作用，从而达到让细胞膜破裂的目的。不过，多肽类的缺点是容易被体内的酶降解，体内滞留率非常短，不能充分发挥其作用。本专利技术中，将焦脱镁叶绿素a和穿膜肽GGK6L9通过酰胺键链接，通过一系列的化学表征以及生物学评价，证明其将光动力治疗和穿膜肽的杀伤作用结合在一起，不仅提高了卟啉光敏剂的生物相容性，还显著增强了多肽的在体滞留率。本专利技术的显著优点在于：（1）多肽能增强光敏剂分子的两亲性，当其修饰到光敏剂上能有效提高对光敏剂的水溶性，增强其生物相容性（2）同时卟啉显著增强了多肽在体的滞留率，能提高治疗效率，降低用药量。（3）目标化合物结构单一，不存在异构体，产物容易纯化；（4）合成方法简单，副反应少，原料易得，成本低，有利于工业化生产。附图说明：图1为不同给药组的抑瘤率情况图。Saline：生理盐水组；RB-K6L9：罗丹明B多肽组；PPA-K6L9：卟啉多肽组；PPA-K6L9+illumination：卟啉多肽且光照组。*p<0.05；**P<0.01。图2为目标药PPA-K6L9和对照药Cy5-K6L9在肿瘤里不同时间的荧光曲线图。（*p<0.05；**P<0.01）。具体实施方式为了使本专利技术所述的内容更加便于理解，下面结合具体实施方式对本专利技术所述的技术方案做进一步的说明，但是下述的实例仅仅是本专利技术其中的例子而已，并不代表本专利技术所限定的权利保护范围，本专利技术的权利保护范围以权利要求书为准。实施例1一种卟啉修饰的穿膜肽PPA-K6L9的制备方法，具体包括以下步骤：（1）将0.0215mmol焦脱镁叶绿素a,0.0633mmol,苯并三氮唑-N,N,N’,N’-四甲基脲六氟本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种卟啉修饰的穿膜肽PPA-K6L9，其特征在于：所述的穿膜肽PPA-K6L9包括一分子卟啉与一分子含有2个甘氨酸、6个赖氨酸和9个亮氨酸构成的多肽分子通过酰胺键共价连接，其化学结构式为：/n

【技术特征摘要】
1.一种卟啉修饰的穿膜肽PPA-K6L9，其特征在于：所述的穿膜肽PPA-K6L9包括一分子卟啉与一分子含有2个甘氨酸、6个赖氨酸和9个亮氨酸构成的多肽分子通过酰胺键共价连接，其化学结构式为：

。


2.一种如权利要求1所述的卟啉修饰的穿膜肽PPA-K6L9的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：一分子单羧基的卟啉衍生物焦脱镁叶绿素a与一分子由17个氨基酸组成的穿膜肽通过酰胺键共价连接，合成卟啉修饰的穿膜肽PPA-K6L9；
所述单羧基的卟啉衍生物焦脱镁叶绿素a，其化学结构为：

；
所述由17个氨基酸组成的N端暴露，C端接有树脂的GGK6L9穿膜肽，其化学结构为：

；
合成的卟啉修饰的穿膜肽，其化学结构为：

。


3.根据权利要求2所述卟啉修饰的穿膜肽PPA-K6L9的制备方法，其具体步骤为：
...

【专利技术属性】
技术研发人员：李金宇，徐芃，宋美如，程子微，刘以畅，
申请(专利权)人：福州大学，
类型：发明
国别省市：福建;35