加帽聚核苷酸、加帽mRNA及组合物、药物蛋白及制备方法和应用、药物制剂技术

本申请实施例提供一种加帽聚核苷酸、加帽mRNA及组合物、药物蛋白及制备方法和应用、药物制剂，涉及基因工程技术领域。本申请实施例中的加帽聚核苷酸，至少一个五碳糖和相邻的磷酸之间是通过碳碳双键连接的，这种加帽聚核苷酸在制备加帽mRNA时，能使得制得的加帽mRNA更加稳定，翻译活性更好，分解率更低，同时也有利于提升加帽率。于提升加帽率。于提升加帽率。

【技术实现步骤摘要】
加帽聚核苷酸、加帽mRNA及组合物、药物蛋白及制备方法和应用、药物制剂


[0001]本申请涉及基因工程
，具体而言，涉及一种加帽聚核苷酸、加帽mRNA及组合物、药物蛋白及制备方法和应用、药物制剂。

技术介绍

[0002]信使RNA(Messenger RNA，mRNA)是基因组中携带蛋白质编码信息的单链多核苷酸链，可作为药物、疫苗等使用；目前可以使用体外转录(In Vi tro Transcription，IVT)方法在体外合成mRNA。在合成mRNA后，需要对mRNA的5'进行修饰，这种修饰结构一般被称为帽状结构。帽状结构可以防止mRNA在5'端发生降解、同时也能起到帮助mRNA穿过核膜的选择性孔道而进入细胞质、增强翻译、帮助完成全部剪切过程等作用。
[0003]现有的帽状结构一般是以N7甲基鸟苷(M7G)为基础，通过5',5'
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三磷酸桥(m7GpppN)与RNA相连，这种帽状结构的结构被称为Cap 0，但是Cap0结构的加帽率不高，而且加帽后的mRNA稳定性也较差，在生物体内的降解率也较高；使用含有这种帽结构的mRNA进行蛋白质的翻译时，翻译活性较低。

技术实现思路

[0004]本申请实施例的目的在于提供一种加帽聚核苷酸、加帽mRNA及组合物、药物蛋白及制备方法和应用、药物制剂，能增强加帽mRNA的稳定性和加帽率，降低加帽mRNA在生物体内的降解率，提高加帽mRNA的翻译活性。
[0005]第一方面，本申请实施例提供了一种加帽聚核苷酸，其为以下结构通式的化合物，或为以下结构通式的化合物的盐形式：
[0006][0007]E1至E5中的每一个均为碳，Z1至Z5中的每一个独立地为碳或氧，且E1和Z1之间、E2和Z2之间、E3和Z3之间、E4和Z4之间、E5和Z5之间至少一处为碳碳双键；B1至B4中的每一个独立地为核苷碱基；m1、m2分别为0或1；n1为1，且n2、n3中的每一个独立地为0～20中的任一整数；G1、G2分别为氢或甲基；R1至R6中的每一个独立地为氢、羟基、烷基、烷氧基、卤素中的任一种；X1至X6中的每一个独立地为氧、硫、＝NH、＝NCH3中的任一种；Y1至Y6中的每一个独立地为羟基、巯基、硒、芳基、烷基、烷氧基、芳氧基、
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BH3、
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NH2、
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NHCH3、
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NH(C(＝O)CH3)中的任一种；Q1、Q2分别为氧、硫、亚甲基中的任一种。
[0008]在上述技术方案中，专利技术人发现，由于上述结构通式的加帽聚核苷酸在E1和Z1之间、E2和Z2之间，直至E5和Z5之间至少一处存在碳碳双键，当用上述加帽聚核苷酸给mRNA片段的5'加帽时，就能明显地改善mRNA片段的稳定性和加帽率，降低加帽后的mRNA片段在生物体中的降解率，同时后续使用含有该加帽聚核苷酸的mRNA片段翻译蛋白质时，翻译活性也较高。
[0009]在一种可能的实现方式中，加帽聚核苷酸为以下结构通式的化合物，或为以下结构通式的化合物的盐形式：
[0010]在此结构通式中，E1至E5中的每一个均为碳，Z1至Z5中的每一个独立地为碳或氧，且至少一个五碳糖和与其相邻的磷酸基团之间通过碳碳双键连接；B1至B4中的每一个独立地为核苷碱基；n1为1，且n1、n2、n3的和不大于5；R1至R6中的每一个独立地为氢、羟基、甲氧基中的任一种；G1、G2分别为氢或甲基；R1至R6中的每一个独立地为氢、羟基、甲氧基中的任一种；X4为氧或硫。
[0011]在一种可能的实现方式中，加帽聚核苷酸中的碳碳双键为E型或Z型中的至少一种。
[0012]在上述技术方案中，由于碳碳双键的存在，因此加帽聚核苷酸必然会存在顺式构型(即Z型)和反式构型(即E型)，专利技术人发现，无论碳碳双键是Z型还是E型，都可以明显提升mRNA片段的稳定性和加帽率，降低mRNA片段在生物体中的降解率。
[0013]在一种可能的实现方式中，加帽聚核苷酸为以下任一种化合物或盐形式：
[0014][0015][0016][0017][0018]在上述技术方案中，上述的帽状结构可以更好地提升mRNA片段的性能。
[0019]在一种可能的实现方式中，核苷碱基包括天然核苷碱基、修饰核苷碱基中的任一种；可选地，天然核苷碱基选自腺嘌呤、尿嘌呤、鸟嘌呤、次黄嘌呤、胞嘧啶、胸腺嘧啶、腺嘌呤衍生物、尿嘌呤衍生物、鸟嘌呤衍生物、胞嘧啶衍生物、胸腺嘧啶衍生物中的任一种；可选地，修饰核苷碱基中，修饰基团选自N6‑
甲基腺嘌呤、N1‑
甲基腺嘌呤、N6‑
2'
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O
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二甲基腺苷、
假尿苷、N1‑
甲基假尿苷、5
‑
碘尿苷、4
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硫代尿苷、2
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硫代尿苷、5
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甲基尿苷、假异胞嘧啶、5
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甲氧基胞嘧啶、2
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硫代胞嘧啶、5
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羟基胞嘧啶,N1‑
甲基胞嘧啶、5
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羟甲基胞嘧啶、次黄嘌呤、N1‑
甲基鸟嘌呤、N1‑
甲基鸟嘌呤、异鸟嘌呤中的任一种。
[0020]第二方面，本申请实施例提供了一种用于制备加帽mRNA的组合物，其组分包括模板DNA和上述的加帽聚核苷酸，且模板DNA上设置有与加帽聚核苷酸互补的转录位点。
[0021]在上述技术方案中，上述的组合物可以制成稳定性高、降解率低、翻译活性好的加帽mRNA。
[0022]第三方面，本申请实施例提供了一种加帽mRNA的制备方法，其包括以下步骤：使用第二方面的用于制备加帽mRNA的组合物进行转录。
[0023]在上述技术方案中，使用上述制备方法能提高加帽mRNA的加帽率。
[0024]第四方面，本申请实施例提供了一种加帽mRNA，其包括主体mRNA片段以及上述的加帽聚核苷酸，且主体mRNA片段的5'连接有加帽聚核苷酸。
[0025]在上述技术方案中，上述的加帽mRNA的稳定性更好，更不容易在生物体内降解，同时也能更有效率的翻译蛋白质。
[0026]第五方面，本申请实施例提供了一种药物蛋白的制备方法，其包括以下步骤：以第四方面的加帽mRNA为模板进行翻译。
[0027]在上述技术方案中，上述药物蛋白的制备方法效率较高。
[0028]第六方面，本申请实施例提供了一种药物蛋白，其是使用第五方面的药物蛋白的制备方法制得的。
[0029]第七方面，本申请实施例提供了上述的加帽mRNA在制备用于治疗癌症药物或疫苗中的应用。
[0030]在上述技术方案中，上述的mRNA的稳定性好，不容易降解，用于制备药物或疫苗时，能使得药物或疫苗有良好的治疗和预防效果。
[0031]第八方面，本申请实施例提供了一种药物制剂，其包括上述的加帽mR NA，以及用于承载加帽mRNA的载体，载体包括脂质纳米颗粒、脂质体、聚合物纳米粒本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种加帽聚核苷酸，其特征在于，其为以下结构通式的化合物，或为以下结构通式的化合物的盐形式：E1至E5中的每一个均为碳，Z1至Z5中的每一个独立地为碳或氧，且E1和Z1之间、E2和Z2之间、E3和Z3之间、E4和Z4之间、E5和Z5之间至少一处为碳碳双键；B1至B4中的每一个独立地为核苷碱基；m1、m2分别为0或1；n1为1，且n2、n3中的每一个独立地为0～20中的任一整数；G1、G2分别为氢或甲基；R1至R6中的每一个独立地为氢、羟基、烷基、烷氧基、卤素中的任一种；X1至X6中的每一个独立地为氧、硫、＝NH、＝NCH3中的任一种；Y1至Y6中的每一个独立地为羟基、巯基、硒、芳基、烷基、烷氧基、芳氧基、
‑
BH3、
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NH2、
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NHCH3、
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NH(C(＝O)CH3)中的任一种；Q1、Q2分别为氧、硫、亚甲基中的任一种。2.根据权利要求1所述的加帽聚核苷酸，其特征在于，其为以下结构通式的化合物，或为以下结构通式的化合物的盐形式：
在上述结构通式中，E1至E5中的每一个均为碳，Z1至Z5中的每一个独立地为碳或氧，且至少一个五碳糖和与其相邻的磷酸基团之间通过碳碳双键连接；B1至B4中的每一个独立地为核苷碱基；n1为1，且n1、n2、n3的和不大于5；R1至R6中的每一个独立地为氢、羟基、甲氧基中的任一种；X4为氧或硫。3.根据权利要求1或2所述的加帽聚核苷酸，其特征在于，所述结构通式中的所述碳碳双键为E型或Z型中的至少一种。4.根据权利要求1或2所述的加帽聚核苷酸，其特征在于，其为以下任一种化合物或盐形式：
5.根据权利要求1或2所述的加帽聚核苷酸，其特征在于，所述核苷碱基包括天然核苷碱基、修饰核苷碱基中的任一种；可选地，所述天然核苷碱基选自腺嘌呤、尿嘌呤、鸟嘌呤、次黄嘌呤、胞嘧啶、胸腺嘧啶、腺嘌呤衍生物、尿嘌呤衍生物、...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚峰，杨阳，张定远，李幼辰，王晨，陈江波，赵佳琰，陈哲贤，邹志辉，
申请(专利权)人：上海兆维生物工程有限公司，
类型：发明
国别省市：