一种对苯酚衍生物、多肽和蛋白质中酪氨酸进行硝基化的方法技术

本发明专利技术属于有机合成和应用领域，具体涉及对蛋白质、多肽或苯酚衍生物进行硝基化的方法。本发明专利技术提供了一种光催化硝基化方法，借助钌(Ru)催化剂在可见光(460

【技术实现步骤摘要】
一种对苯酚衍生物、多肽和蛋白质中酪氨酸进行硝基化的方法


[0001]本专利技术属于有机合成和应用领域，具体涉及对蛋白质、多肽或苯酚衍生物进行选择性硝基化的方法。

技术介绍

[0002]细胞蛋白的酪氨酸硝基化是指将酪氨酸转化为3
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NT残基，是生命系统中最重要的氧化翻译后修饰(PTM)之一(Ferrer
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Sueta G,Campolo N,Trujillo M,etal.Biochemistry of peroxynitrite and protein tyrosine nitration[J].Chemical reviews,2018,118(3):1338
‑
1408.)。蛋白质中3
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NT的出现通常被认为是人类疾病(包括癌症和神经系统疾病)的重要生物标志物。
[0003]与其天然前体酪氨酸相比，3
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NT具有显著改变的物理化学性质，包括氧化还原电位和酚部分的pKa值，它对蛋白质的功能和物理行为有重大影响。尽管蛋白质硝基化具有生物学意义，但相关研究明显落后于其他PTM，主要是由于缺乏产生高质量硝基化蛋白质的方法。
[0004]传统的蛋白质硝基化化学方法通常采用四硝基甲烷(TNM)和NaNO2等试剂，存在效率低、羟基化和蛋白质交联等副反应不可控的问题。最近，专利技术人团队报道了5
‑
甲基
‑
1,4
‑
二硝基咪唑(DNIm)作为一种光控、生物相容性和化学选择性的蛋白质酪氨酸硝基化试剂。尽管该方法具有快速的反应动力学和对酪氨酸的高化学选择性，但其生物适用性受限于相对较短的光辐照波长(390nm)以及在蛋白质和细胞水平上缺乏靶标选择性。因此，目前亟需在复杂的生物样品和生命系统中选择性硝基化天然靶蛋白的技术。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种对苯酚衍生物、多肽和蛋白质中酪氨酸进行硝基化的方法，以解决目前针对蛋白质、多肽或苯酚衍生物不能同时达到高效率、高选择性以及在可见光条件下进行硝基化的方法。为了解决上述问题，本专利技术提供了一种光催化硝基化方法，借助钌(Ru)催化剂在可见光(460
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465nm)下实现蛋白质或多肽的硝基化。
[0006]本专利技术在一个方面，提供一种对底物进行硝基化的方法，所述方法在加入钌(Ru)催化剂条件下在可见光下实现对底物的硝基化，所述硝基化通过5
‑
甲基
‑
1,4
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二硝基咪唑(DNIm)介导。
[0007]在一个实施例中，所述底物包括多肽、蛋白质、苯酚衍生物。
[0008]在一个实施例中，所述方法中多肽与DNIm的摩尔比为1:1
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5；优选为1:1.5；所述方法中苯酚衍生物与DNIm的摩尔比为1:1
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5；优选为1:1.2；蛋白质与DNIm的摩尔比根据蛋白质的具体性质而定。
[0009]在一个实施例中，所述多肽为不含有侧键裸露的半胱氨酸的多肽。
[0010]在一个实施例中，所述蛋白质为不含有侧键裸露的半胱氨酸的蛋白质。
[0011]在一个实施例中，所述苯酚衍生物的结构式如式Ⅰ所示：
[0012]所述R在化学领域里代表的是一个通式，代表任意基团的意思。
[0013]在一个实施例中，所述对蛋白质的硝基化包括诱导蛋白质酪氨酸(Tyr)硝基化。
[0014]在一个实施例中，将Ru催化剂与靶蛋白配体结合，实现对目标蛋白质的选择性硝基化。
[0015]在一个实施例中，所述钌(Ru)催化剂包括Ru(bpy)3Cl2。
[0016]在一个实施例中，将[Ru(bpy)3]Cl2单元与苯磺酰胺连接基团(BS)结合作为催化剂。
[0017]在一个实施例中，所述可见光的波长为460
‑
465nm。
[0018]技术效果：
[0019]本专利技术提供了一种用于可见光控制的针对底物硝基化的光催化方法，所述底物包括多肽、蛋白质和或苯酚衍生物。该方法通过激发的[Ru(bpy)3]Cl2催化剂来引发DNIm介导的硝基化反应，该反应发生在催化剂周围的局部空间中。由于该反应有很好的空间分辨率，可利用与靶蛋白配体结合的Ru催化剂，在混合蛋白质样品和细胞裂解物中实现了选择性蛋白质硝基化修饰。
附图说明
[0020]图1DNIm介导的光催化。(A)DNIm的光催化分解；(B)二肽1a的光催化硝基化；
[0021]图2NMR(400MHz，MeOD)和MS/MS分析证实硝基化选择性地发生在Tyr残基的邻位；
[0022]图3在存在或不存在自由基捕获试剂的情况下，底物二肽1a的酪氨酸硝基化；
[0023]图4BHT捕获在可见光介导的酪氨酸硝基化过程中产生的自由基物质；
[0024]图5Ethene
‑
1,1
‑
diyldibenzene捕获在可见光介导的酪氨酸硝基化过程中产生的自由基物质；
[0025]图6使用光激发Ru(bpy)3Cl2的Stern
‑
Volmer淬灭实验；
[0026]图7DNIm的循环伏安图；
[0027]图8DNIm介导的光催化Tyr硝基化反应的机制途径；
[0028]图9可见光诱导的多肽和蛋白质的酪氨酸硝基化。(A)多肽底物的酪氨酸硝基化；(B)模型蛋白质的酪氨酸硝基化；
[0029]图10肽底物P
‑
1的硝基化；
[0030]图11肽底物P
‑
2的硝基化；
[0031]图12肽底物P
‑
3的硝基化；
[0032]图13肽底物P
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4的硝基化；
[0033]图14肽底物P
‑
5的硝基化；
[0034]图15肽底物P
‑
6的硝基化；
[0035]图16套索肽MccJ25的硝基化；
[0036]图17胰蛋白酶消化后(3
‑
NT)
‑4‑
ASN的MS/MS分析。Seg 33
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39、Seg 114
‑
125、Seg 126
‑
133和Seg 134
‑
140分别是包含Y39、Y125、Y133和Y136的片段；
[0037]图18胰蛋白酶(A)或GluC(B、C)消化后(3
‑
NT)3‑
H2A的MS/MS分析。Seg37
‑
42、Seg 42
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56和Seg 57
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61分别是包含Y39、Y50和Y57的段；
[0038]图19配体导向的选择性蛋白质硝基化。(A)配体定向选择性蛋白质硝基化的示意图。(B)CA对BSA的选择性硝基化。(C)胎牛血本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种对底物进行硝基化的方法，其特征在于，所述方法为加入钌(Ru)催化剂在可见光条件下实现对底物的硝基化修饰，所述硝基化通过5
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甲基
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1,4
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二硝基咪唑(DNIm)介导。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述底物包括多肽、蛋白质、苯酚衍生物。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法中多肽与DNIm的摩尔比为1:1
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5；优选为1:1.5。4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法中苯酚衍生物与DNIm的摩尔比为1:1
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5；优选为1:1.2。5.如权利要求1所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：王欢，刘雷，龙腾芳，范鑫龙，陶友琦，
申请(专利权)人：南京大学，
类型：发明
国别省市：