一种遗传编码的甲醛反应性非天然氨基酸、制备方法及其应用技术

技术编号:25885233 阅读:56 留言:0更新日期:2020-10-09 23:18
本发明专利技术涉及一种遗传编码的甲醛反应性非天然氨基酸。具体而言,本发明专利技术公开了一种遗传编码的甲醛反应性非天然氨基酸PrAK、制备方法及其应用于甲醛的检测和成像。本发明专利技术提供的甲醛反应性非天然氨基酸PrAK可以在蛋白质翻译过程中位点特异地引入绿色荧光蛋白(EGFP)和萤火虫荧光素酶(fLuc)等生物大分子中,构建反应型生物大分子甲醛荧光探针和生物发光探针,能有效检测或成像生物样本中的甲醛。

【技术实现步骤摘要】
一种遗传编码的甲醛反应性非天然氨基酸、制备方法及其应用
本专利技术涉及生物样品检测领域,具体涉及生物样品中甲醛的检测领域。技术背景甲醛是一种最简单的活性羰基化合物(Reactivecarbonylspecies,RCS),是众所周知的广泛用于工业和生物医学的基本化学原料,也是一种常见的环境危害物和致癌物。但少为人知的是,在生物系统的一系列生物过程中,包括表观遗传调控、一碳单位代谢能和酒精解毒等,都能产生甲醛。例如,赖氨酸脱甲基化酶(lysine-specificdemethylase,LSD)或组蛋白脱甲基化酶(JmjCdomain-containinghistonedemethylases,JHDM)能通过催化组蛋白的去甲基化产生甲醛副产物;在一碳单位代谢中,对氨基脲敏感的胺氧化酶(semicarbazide-sensitiveamineoxidase,SSAO)通过催化甲胺的去氨基化而生成甲醛;此外,在细胞内甲醇可以被醇脱氢酶1(alcoholdehydrogenase1,ADH1)氧化生成甲醛。除了多种内源性甲醛来源外,生物体本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一类非天然氨基酸,其结构通式如下所示:/n

【技术特征摘要】
1.一类非天然氨基酸,其结构通式如下所示:



其中R为烷基;优选地,R为甲基、乙基、丙基或苄基。


2.权利要求1所述的非天然氨基酸,其特征在于,所述R为丙基,所述非天然氨基酸为PrAK,其结构式如下所示:





3.权利要求2所述的非天然氨基酸,其特征在于,所述非天然氨基酸为遗传编码的甲醛反应性非天然氨基酸。


4.权利要求2-3任一所述非天然氨基酸的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
步骤1)羟基保护的3-羟基丙醛与丙胺和烯丙基硼酸频哪醇酯加成反应制备高烯丙基胺;
步骤2)高烯丙基胺进行胺基保护,并脱除羟基保护基生成醇化合物;
步骤3)醇化合物进行醇羟基活化,并与胺基保护的L-赖氨酸连接生成氨基甲酸酯化合物;
步骤4)氨基甲酸酯化合物脱除胺基保护基生成非天然氨基酸。


5.权利要求4所述的非天然氨基酸的制备方法,其特征在于,步骤1)所述羟基保护为对甲氧基苄基;优选的,步骤2)所述胺基保护为叔丁氧羰基(Boc);更优选的,步骤3)所述活化是采用对硝基苯基氯甲酸酯活化醇羟基,所述胺基保护基为叔丁氧羰基(Boc)或芴甲氧羰基(Fmoc)。


6.连接权利要求1-3任一所述非天然氨基酸的化合物。


7.包含权利要求1-3任一所述非天然氨基酸的组合物。


8.包含权利要求1-3任一所述非天然氨基酸的表达系统、翻译系统或细胞。


9.一种生物大分子探针,其特征在于,所述生物大分子探针是在生物大分子特定位点引入权利要求1-3任一所述非天然氨基酸;优选的,所述生物大分子探针为遗传编码的荧光蛋白探针或生物发光蛋白探针。


10.权利要求9所述的生物大分子探针,其特征在于,所述荧光或生物发光蛋白分别为增强绿色荧光蛋白(EGFP)或萤火虫荧光素酶(fLuc);优选的,所述增强绿色荧光蛋白(EGFP)或萤火虫荧光素酶(fLuc)的关键赖氨酸位点之一被特异引入非天然氨基酸PrAK;更优选的,所述增强绿色荧光蛋白(EGFP)的关键赖氨酸位点为K85;所述萤火虫荧光素酶(fLuc)的关键赖氨酸位点为K529,即所述遗传编码的甲醛荧光探针和生物发光探针为EGFP-K85PrAK和fLuc-K529PrAK。


11.包含权利要求9-10任一所述生物大分子探针的组合物。


12.包含权利要求9-10任一所述生物大分子探针的表达系统、翻译系统或细胞。


13.权利要求9-10任一所述生物大分子探针,或权利要求9所述的组合物,或权利要求10所述的表达系统、翻译系统或细胞,在样本中成像或检测甲醛中的应用。


14.权利要求13所述的应用,其特征在于,所述样本是生物样本;优选的,所述生物样本是活体实验动物,更优选的,是小鼠、斑马鱼、线虫或果蝇。


15.权利要求13所述的应用,其特征在于,所述生物样本是哺乳动物细胞;优选的,所述生物样本是人源HEK293T细胞。


16.权利要求13所述的应用,其特征在于,所述样本是体外或细胞外样本。


17.一种生物大分子探针的制备方法,其特征在于,将权利要求1-3任一所述的非天然氨基酸向生物大分子定点引入。


18.权利要求17所述的制备方法,其特征在于,所述...

【专利技术属性】
技术研发人员:彭涛张雨晴杜一萌
申请(专利权)人:北京大学深圳研究生院
类型:发明
国别省市:广东;44

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