一类光亲和标记双功能探针分子、制备及应用制造技术

本发明专利技术公开了一类结构式如下的光亲和标记双功能探针分子的制备及应用。该探针分子用于筛选芍药苷类活性化合物进行相关蛋白谱的研究，以及用于研究发现活性化合物芍药苷的作用靶点、及与其靶点的作用模式、活性位点的结构信息，为寻找此类药物提供重要途径。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一类针对具有神经保护作用的中药活性成分芍药苷的光亲和标记双功能探针分子的设计合成及其在寻找新药中的应用。芍药苷是从中国传统中草药芍药根中分离得到的活性成份，具有许多的药理学作用。本专利技术所涉及的探针分子可用于筛选芍药苷类活性化合物；进行相关蛋白谱的研究；以及用于研究发现活性化合物芍药苷的作用靶点、及与其靶点的作用模式、活性位点的结构信息，为此类药物的发现提供重要信息。本专利技术还涉及该类探针分子的结构设计及制备方法。
技术介绍
寻找新药的过程包括许多阶段如靶点的鉴别、先导化合物的发现、小分子化合物的结构优化、临床前及临床试验等。靶点的鉴别是寻找新药与开发过程中的关键步骤(Curr.Opin.Chem.Biol.2002，6427～433)，而目前基因水平上的生物技术不能解决哪种蛋白质是针对某种疾病的小分子药物的靶点。可以预见，在基因组学基础上开展的蛋白质组学研究将导致药物开发方面的实质性突破，使得生命科学研究能实现其最终目标，研制出治疗包括癌症和艾滋病等在内的多种疾病的药物。因此针对药物发现的技术重心已经由基因组转向了蛋白质组。光亲和标记技术是研究蛋白质组学的主要策略之一，它不仅对蛋白质进行鉴别，同时也对其功能及相互作用进行研究。光亲和标记技术是结合现代分子生物学、细胞生物学、有机化学等多学科的优势，运用合成的光亲和小分子化合物作为工具探针，经特定波长的光照射分解产生高活性的中间体，与其受体活性部位形成特异性的不可逆的共价结合。探针分子(图1)包括三个功能部位活性基团(activity group)、光亲合标记基团(photoaffinity labeling group)、报告基团(reporter group)，以及连接部位(spacer)。活性部位的作用是将探针分子导向受体蛋白的活性中心；光亲和标记基团的作用是在探针分子被导向受体蛋白的活性中心之后经特定波长的紫外光照射分解产生高活性的卡宾或氮宾中间体，将探针分子共价修饰在受体蛋白的活性中心；报告基团主要是方便以后的分离、纯化、检测等操作。光亲和标记技术是在分子水平上研究配体与受体相互作用的核心工具之一，阐明配体与受体相互作用的机理对药物先导物的发现有着巨大的推动作用(Curr.Top.Med.Chem.2002，2271～288)。它在药物的发现中主要有两个方面的应用新靶点的确定及靶标蛋白与小分子配体作用模式的确定。运用这一技术的优势在于可在不同的层面对疾病相关靶点进行深入的研究从宏观上，对一个未知靶点的活性化合物，基于其核心结构而设计的探针化合物可捕获其作用的靶标蛋白，进而确定其作用的靶点，更进一步，对由生物大分子与探针分子形成的共价复合物的解析可获取小分子活性化合物与其作用靶点的作用模式；而对一个作用靶点已知但具体作用模式未知的活性化合物，运用这一技术可直接从微观角度解析其与靶标蛋白的可能的作用模式。运用光亲和标记技术，大量的与疾病相关的靶点被发现、多种小分子与生物大分子作用的模式被确定，这些信息对合理药物设计具有非常重要的意义。比如新的药物靶点的发现，或者对一个已知蛋白的功能作新的阐述，这对于从分子水平阐明疾病的发生、发展及治疗的意义是不言而语的。这些靶点可被发展为高效、高速的高通量筛选模型，并在短时间内随机筛选大量的小分子化合物，发现一些更高活性的小分子化合物作为先导物用于进一步的新药开发研究。这样，从一个小分子探针为起点，其母体化合物或许在类药性、有效性甚至代谢稳定性等方面存在问题，但新发现的化合物则不受原有结构的限制，有更宽的改造空间。芍药苷(Paeoniflorin，)是从我国传统中药分离出来的单一多羟基化合物(Chem.Pharm.Bull.(Tokyo).11，372)，具有口服活性。据报道其具有抗高血糖、抗血栓、抗惊厥、促去甲肾上腺素释放、提高认知、神经保护等作用。有文献报道其某些药理学作用的靶点是腺苷受体，从现有的药理学相关研究而言，试图用单一的药物靶点来解释其广泛的活性显然是不全面的。通过光亲和标记实验一方面可以确证其作用靶点是否为腺苷受体，另一方面是寻找其可能的新的作用靶点。或更进一步研究芍药苷分子与其作用靶点活性部位的作用模式及结构信息。所有这些工作将为其构效关系研究提供必须的、重要的信息。 芍药苷
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一类对中药活性成分芍药苷的光亲和标记双功能探针分子。本专利技术的目的是提供该类双功能探针分子的制备方法。本专利技术的再一目的是提供该类双功能探针分子的应用。本专利技术是一类针对具有神经保护作用的中药活性成分芍药苷的光亲和标记双功能探针分子的设计制备及其在药物发现中的应用。这类探针分子可用于筛选芍药苷类活性化合物；进行相关蛋白谱的研究；运用此类探针分子通过光亲和标记实验一方面确证其靶点是否为腺苷受体，另一方面来寻找其可能的新的作用靶点，更进一步研究其作用靶点活性部位的作用模式及结构信息，这些工作将为其构效关系研究提供必须的、重要的信息。本专利技术的另一目的在于提供制备该类探针分子的方法。本专利技术所述的一类光亲和标记双功能探针分子具有如下结构 该类探针分子包括三个功能部位活性部位(activity unit)、光亲合标记基团(photoaffinity labeling group)、报告基团(reporter group)，以及连接部位(spacer)。其中X为N、O；R1为叠氮基、trifluoromethyldiazirine、苯甲酰基、二苯甲酮基；R2为生物素biotin，或荧光素异硫氰酸荧光素(FITC)、6-羧基荧光素(FAM)、6-羧基四甲基罗丹明(TAMRA)、菁染料Cy3、菁染料Cy5；连接部位(spacer)为C1-C8的烷基、取代烷基、C1-C8的烷氧基、取代烷氧基。本专利技术通过下列步骤实施根据化学反应式 化合物I可由芍药苷与TBSCl、TMSCl、TESCl反应得到，反应在如下溶剂中进行DMF、THF、CH3CN、CH2Cl2、或上述溶剂的混合溶剂；反应中需加入碱作催化剂如咪唑、Py、Et3N、DMAP、Li2S；通常反应温度从0℃到60℃；反应时间约需1到24小时；反应完成后一般用AcOEt、Et2O、CH2Cl2、CHCl3等溶剂提取，饱和食盐水洗，经干燥后，低温减压除去溶剂，浓缩物经柱层析得化合物I；得到的产物用NMR等方法来证明。化合物II由化合物I水解得到，反应在H2O与如下溶剂的混合溶剂中进行DMF、THF、CH3CN、CH3OH、CH3CH2OH；反应中需加入碱作催化剂如LiOH、NaOH、KOH、Na2CO3、NaHCO3；通常反应温度从0℃到60℃；反应时间约需几分钟到1天，通常用TLC来测定反应完成程度；反应完成后一般用AcOEt、Et2O、CH2Cl2、CHCl3等溶剂提取，饱和食盐水洗，经干燥后，低温减压除去溶剂，浓缩物经柱层析得化合物II；得到的产物用NMR等方法来证明。化合物III由化合物II与化合物V经DCC缩合反应得到，反应在如下溶剂中进行DMF、THF、CH3CN、CH2Cl2、或上述溶剂的混合溶剂；反应也可以不加或加入DMAP作催化剂；通常反应温度从0℃到60℃；反应时间约需1到48小时；反应完成后一般用AcOEt、Et2O、CH2Cl本文档来自技高网...

【技术保护点】
一类结构式如下的光亲和标记双功能探针分子＊＊＊该类探针分子包括由活性部位、光亲合标记基团、报告基团以及连接部位组成，其中：Ｘ为Ｎ、Ｏ；Ｒ↓［１］为叠氮基、ｔｒｉｆｌｕｏｒｏｍｅｔｈｙｌｄｉａｚｉｒｉｎｅ、苯甲酰基、二苯甲酮基；Ｒ↓［２］为生物素ｂｉｏｔｉｎ，或荧光素：异硫氰酸荧光素（ＦＩＴＣ）、６－羧基荧光素（ＦＡＭ）、６－羧基四甲基罗丹明（ＴＡＭＲＡ）、菁染料Ｃｙ３、菁染料Ｃｙ５；连接部位（ｓｐａｃｅｒ）为Ｃ↓［１］－Ｃ↓［８］的烷基、取代烷基、Ｃ↓［１］－Ｃ↓［８］的烷氧基、取代烷氧基。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：南发俊，李佳，叶阳，朱兴族，李静雅，仇文卫，徐杰，
申请(专利权)人：中国科学院上海药物研究所，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]