一种具有pH响应性的类核酸化蛋白质前药及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种具有pH响应性的类核酸化蛋白质前药及其制备方法，本发明专利技术的优势在于类核酸化蛋白质前药的负电荷密度和蛋白质表面结合位点增加，从而增强了与纳米载体的结合力与结合效率，与此同时类核酸化蛋白质前药的制备方法快速、简单、高效和绿色，并且不会影响蛋白质的生物活性。在细胞内酸性环境下，结构ABA能够从蛋白质前药上掉落，恢复蛋白质活性，保证蛋白质能够在细胞中发挥作用。保证蛋白质能够在细胞中发挥作用。保证蛋白质能够在细胞中发挥作用。

【技术实现步骤摘要】
一种具有pH响应性的类核酸化蛋白质前药及其制备方法


[0001]本专利技术涉及一种具有pH响应性的类核酸化蛋白质前药及其制备方法，属于生物医药


技术介绍

[0002]蛋白质药物具有特异性强、生物活性高等特点，在疾病治疗中发挥出巨大的作用。然而，目前临床使用的蛋白质药物都是针对细胞外靶点开发的，无法直接参与细胞内进行的生化反应。因此，作用于胞内靶点的蛋白质药物具有非常广阔的应用前景。针对天然蛋白难以渗透细胞膜进入胞内发挥作用的问题，研究人员开发了一系列无机纳米颗粒、脂质体、聚合物载体等蛋白质胞内递送系统。
[0003]但是通过载体胞内递送蛋白质还面临较多的问题：(1)蛋白质表面电荷性质不确定，结合位点少，能否与载体稳定结合；(2)蛋白质经载体递送至胞内能否避免内体逃逸，防止蛋白质降解；(3)蛋白质递送至胞内后能否有效释放，恢复生物活性并发挥作用等。针对以上挑战，迄今为止，研究人员开发了多种策略用于蛋白质胞内递送，其中聚合物是常用的载体之一。不过，聚合物与蛋白质的相互作用不强，形成的蛋白复合物不稳定，其尺寸大小不好控制。因此，研究人员对蛋白质进行化学修饰，增加蛋白质表面的电荷密度或结合位点。然而，这些化学修饰方式可能蛋白质的生物活性造成不可逆的影响，并且复杂的化学合成也会增加蛋白质修饰的难度。因此亟需研发一种新型递送方式，能够克服上述障碍，将蛋白质安全、高效递送进入细胞。

技术实现思路

[0004]为解决上述技术问题，本专利技术设计了一种具有pH响应性的负电化类核酸化蛋白质前药，增加蛋白质表面负电荷密度及结合位点，可以增强蛋白质与纳米载体的结合能力。解决了现有技术使用的蛋白质药物都是通过靶向细胞表面受体或者细胞外特定结构发挥功能的问题。
[0005]本专利技术首先由单体ABA与蛋白质赖氨酸的伯氨基团发生反应，将单体ABA与蛋白质共价结合，得到ABA
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蛋白质；然后将ABA
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蛋白质与单体N反应将单体N结合到蛋白质上，得到N
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蛋白质。N
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蛋白质具有酸响应性，可在细胞内酸性条件下断裂，恢复原有蛋白质结构与活性。相关实验表明，这种利用小分子修饰的类核酸化蛋白质前药具有普适性，可修饰多种不同电荷和分子量的蛋白质，并且不影响蛋白质活性。
[0006]本专利技术的第一个目的是提供一种具有pH响应性的类核酸化蛋白质前药，包括蛋白质，与蛋白质共价连接的单体ABA，以及与单体ABA共价连接的单体N，其中，所述的单体ABA为苯硼酸类化合物或苯硼酸频哪醇酯类化合物，通式为：
[0007][0008]其中：R为氢或C1
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C6烷烃链；
[0009]所述的单体N为磷酸腺苷(ATP、ADP和AMP)、磷酸胞苷(CTP、CDP和CMP)、磷酸鸟苷(GTP、GDP和GMP)、磷酸脲苷(UTP、UDP和UMP)、磷酸胸苷(TTP、TDP和TMP)、腺苷、胞苷、鸟苷、脲苷或胸苷。
[0010]进一步地，所述的单体ABA的结构为：
[0011][0012]进一步地，所述的单体N的结构为：
[0013][0014][0015]其中n＝0、1、2或3。
[0016]进一步地，所述的蛋白质为毒性蛋白质、非毒性蛋白质、抗体或者基因编辑工具酶。
[0017]本专利技术的第二个目的是提供所述的具有pH响应性的类核酸化蛋白质前药的制备方法，包括如下步骤：
[0018]S1、将单体ABA与蛋白质进行反应，得到ABA
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蛋白质；
[0019]S2、将ABA
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蛋白质与单体N反应，得到所述的类核酸化蛋白质前药。
[0020]进一步地，单体ABA与蛋白质中伯氨基团的摩尔比为(1～10)∶1。
[0021]进一步地，单体N与蛋白质中伯氨基团的摩尔比为(1～10)∶1。
[0022]进一步地，S1步骤中，反应的条件是在水溶液中，10～40℃反应10～30min。
[0023]进一步地，S2步骤中，反应的条件是在水溶液中，10～40℃反应1～4h。
[0024]进一步地，本专利技术中的水溶液为碳酸氢钠溶液或者纯水溶液。
[0025]本专利技术的第三个目的是提供一种蛋白质药物，所述的蛋白质药物由所述的具有pH响应性的类核酸化蛋白质前药制备得到。
[0026]在本专利技术中，单体ABA一端为可以与蛋白质的伯氨基团发生反应的基团，比如甲酰基、乙酰基、醛基、酮基、羰基等；ABA
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蛋白质的ABA端为可以与单体N反应的基团；单体ABA与蛋白质的反应在水溶液中、室温下进行，得到ABA
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蛋白质；ABA
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蛋白质与单体N反应时，反应位点可以是单体ABA原始的端基，也可是单体ABA与蛋白质发生反应后，单体ABA原始的端基转化的基团。单体N一端为能够与ABA
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蛋白质的ABA端反应的基团。优选的，ABA
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蛋白质与单体N的反应在水溶液中、室温下进行，因此单体ABA与单体N能够发生反应的一端没有特别限定，只要在水中、室温下能够反应即可。
[0027]本专利技术的有益效果是：
[0028]本专利技术的优势在于类核酸化蛋白质前药的负电荷密度和蛋白质表面结合位点增加，从而增强了与纳米载体的结合力与结合效率，与此同时类核酸化蛋白质前药的制备方法快速、简单、高效和绿色，并且不会影响蛋白质的生物活性。在细胞内酸性环境下，结构ABA能够从蛋白质前药上掉落，恢复蛋白质活性，保证蛋白质能够在细胞中发挥作用。
附图说明
[0029]图1为N修饰以及酸处理后的牛血清白蛋白(BSA)分子量的基质辅助激光解吸电离时间质谱(MALDI
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TOF MS)；
[0030]图2为N修饰以及酸处理后BSA的电位变化；
[0031]图3为N修饰前后BSA的紫外图谱；
[0032]图4为N修饰前后BSA的结构变化；
[0033]图5为N修饰以及酸处理后的核糖核酸酶A(RNase A)分子量的基质辅助激光解吸电离时间质谱(MALDI
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TOF MS)；
[0034]图6为N修饰以及酸处理后RNase A的电位变化；
[0035]图7为N修饰前后RNase A的紫外图谱；
[0036]图8为N修饰前后RNase A的结构变化。
[0037]图9为N修饰前后RNase A的活性变化；
[0038]图10为N修饰以及酸处理后的α
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胰凝乳蛋白酶(α
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Chyt)分子量的基质辅助激光解吸电离时间质谱(MALDI
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TOF MS)；
[0039]图11为N修饰以及酸处理后的细胞色素C(Cyt C)分子量的基质辅助激光解吸电离时间质谱(MALDI
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TOF MS)；
[0040]图12为N修饰前后α
‑...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有pH响应性的类核酸化蛋白质前药，其特征在于，包括蛋白质，与蛋白质共价连接的单体ABA，以及与单体ABA共价连接的单体N，其中，所述的单体ABA为苯硼酸类化合物或苯硼酸频哪醇酯类化合物，通式为：其中：R为氢或C1
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C6烷烃链；所述的单体N为磷酸腺苷、磷酸胞苷、磷酸鸟苷、磷酸脲苷、磷酸胸苷、腺苷、胞苷、鸟苷、脲苷或胸苷。2.根据权利要求1所述的具有pH响应性的类核酸化蛋白质前药，其特征在于，所述的单体ABA的结构为：3.根据权利要求1所述的具有pH响应性的类核酸化蛋白质前药，其特征在于，所述的单体N的结构为：体N的结构为：其中n＝0、1、2或3。
4.根据权利要求1所述的具有pH响应性的类核酸化蛋白质前药，其特征在于，所述的蛋白质为毒性蛋白质、非毒性蛋白质、抗体或者基因编辑工具酶。5.一种权利要求1～4任一项所述的具有pH响应性的类...

【专利技术属性】
技术研发人员：殷黎晨，李伟，刘寻，
申请(专利权)人：苏州大学，
类型：发明
国别省市：