一种糖基化修饰的聚乙烯亚胺及其作为抗结核药物的应用制造技术

本发明专利技术公开了一种糖基化修饰的聚乙烯亚胺及其作为抗结核药物的应用。本发明专利技术提供的糖基化修饰的聚乙烯亚胺为聚乙烯亚胺为聚乙烯亚胺与葡糖酸内酯进行反应后，聚乙烯亚胺上的一个或多个氨基上修饰有葡糖酸内酯基团L(HOCH2(CHOH)4CO

【技术实现步骤摘要】
一种糖基化修饰的聚乙烯亚胺及其作为抗结核药物的应用


[0001]本专利技术涉及一种糖基化修饰的聚乙烯亚胺及其作为抗结核药物的应用，属于生物医药


技术介绍

[0002]尽管抗生素的专利技术让人们对结核病的恐惧有所降低，但它仍然是公共卫生领域一个较大的安全隐患。如我国以及全球仍有大量的隐性患者，结核菌的耐药性问题依然较为突出，发展新型抗结核制剂显得尤为紧迫。聚阳离子与传统抗生素有不一样的杀菌机理，因而可以避免传统抗生素的耐药性。然而，聚阳离子因为有较高的电荷，在血液和组织中容易被蛋白所沉降，较高的电荷也给正常细胞带来较大的毒性。聚乙烯亚胺(Polyethyleneimine，PEI)是非病毒基因载体的金标准，近期也用作于抗菌材料，但由于其对正常组织的毒性而没有得到广泛的应用。在PEI的结构中，含有大量的氨基，正是由于大量的氨基赋予了PEI重要的特性，即具有较高的正电荷。聚乙烯亚胺(Polyethyleneimine，PEI)是一种新型多聚阳离子化合物，具有水溶性。聚乙烯亚胺根据分子结构的不同，可分为直线型(L
‑
PEI)和分支型(B
‑
PEI)两类，其分子结构式如下：
[0003][0004]因此，如何通过便利化修饰PEI来同时实现有效降低对正常组织的细胞毒性和保留抗菌活性显得尤为重要，将其进一步应用到有较大危害的结核菌意义重大。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是：为了解决现有的抗生素治疗结核病存在耐药性的问题以及阳离子抗菌材料对正常组织毒性较大的技术问题，本专利技术提供了一种糖基化修饰的聚乙烯亚胺(命名为MCPI1)及其作为抗结核药物的应用，MCPI1为通过一种快速便利的修饰方法使葡糖酸内酯快速修饰的PEI，实验结果表明MCPI1对正常细胞的毒性明显降低，但对结核菌有较高的抑制活性且具有良好的稳定性，作为新型抗结核药物具有巨大的临床应用潜力。
[0006]为达到解决上述问题的目的，本专利技术所采取的技术方案是提供一种糖基化修饰的聚乙烯亚胺，所述糖基化修饰的聚乙烯亚胺为分支型聚乙烯亚胺与葡糖酸内酯进行反应后，聚乙烯亚胺上的一个或多个氨基上修饰有葡糖酸内酯基团L(HOCH2(CHOH)4CO
‑
)，所述葡
糖酸内酯基团L的化学结构式如下所示：
[0007][0008]优选地，所述糖基化修饰的聚乙烯亚胺具有如下所示的化学结构式：
[0009][0010]其中，n代表聚乙烯亚胺的聚合度。
[0011]优选地，所述糖基化修饰的聚乙烯亚胺的制备方法包括：将分支型聚乙烯亚胺和葡糖酸内酯溶于有机溶剂中，并加入有机碱作为碱性有机催化剂，在加热条件下进行搅拌反应。
[0012]优选地，所述有机溶剂为醇类有机溶剂，所述有机碱选自三乙胺(TEA)，N,N
‑
二异丙基乙胺(DIPEA)和二乙胺(DEA)中的至少一种。
[0013]优选地，所述醇类有机溶剂选自甲醇、乙醇和异丙醇中的至少一种。最优选为甲醇。
[0014]优选地，所述反应结束后还包括纯化步骤：首先在甲醇中沉淀去除可溶性杂质和原料，然后在双蒸水中透析，通过透析去除分子量≤3KDa的小分子杂质，即得葡糖酸内酯修饰的聚乙烯亚胺纯化产物。
[0015]本专利技术还提供了上述糖基化修饰的聚乙烯亚胺在制备抗结核药物中的应用。
[0016]优选地，所述药物的剂型包括注射剂、片剂、粉剂、混悬剂、胶囊剂、丸剂或糖浆。
[0017]与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：
[0018]本专利技术通过一种快速便利的修饰方法使葡糖酸内酯快速修饰PEI，获得一种葡糖酸内酯修饰的PEI，该葡糖酸内酯修饰的PEI具有高效、安全、稳定的特点，解决了现有的阳离子抗菌材料对正常组织毒性较大的技术问题，本专利技术的葡糖酸内酯修饰的PEI对正常细胞的毒性明显降低，但对结核菌有较高的抑制活性且具有良好的稳定性，作为新型抗结核
药物具有巨大的临床应用潜力。
附图说明
[0019]图1为PEI糖基化修饰的制备路线图；
[0020]图2为PEI糖基化修饰的核磁谱图；
[0021]图3为糖基化修饰PEI的抗结核菌活性测试结果：(A)PEI的乳糖化修饰；(B)PEI的葡糖酸内酯化修饰；(C)PEI的麦芽糖化修饰；
[0022]图4为PEI糖基化修饰后的细胞毒性测定结果：(a)PEI的乳糖化修饰；(b)PEI的葡糖酸内酯化修饰；(c)PEI的麦芽糖化修饰；
[0023]图5为PEI糖基化修饰产物的稳定性测试结果：(a)PEI的乳糖化修饰；(b)PEI的葡糖酸内酯化修饰；(c)PEI的麦芽糖化修饰。
具体实施方式
[0024]为使本专利技术更明显易懂，兹以优选实施例，并配合附图作详细说明如下。
[0025]下述实施例中所使用的试验方法如无特殊说明，均为常规方法；所使用的材料、试剂等，如无特殊说明，为可从商业途径得到的试剂和材料。其中，实施例中所用的聚乙烯亚胺为分支型聚乙烯亚胺，购自上海迈瑞尔化学技术有限公司，分子量为10000Da。
[0026]实施例
[0027]本实施例提供了一种糖基化修饰的聚乙烯亚胺及其作为抗结核制剂的应用：
[0028]1、葡糖酸内酯修饰的PEI的制备及表征
[0029]制备路线如图1所示，取聚乙烯亚胺(3.3克)和葡糖酸内酯(3.3克)溶于甲醇(60mL)中，加入DIPEA(3.23mL)在(30℃)下搅拌反应(72小时)，PEI在甲醇中被葡糖酸内酯便利化修饰，粗产物在甲醇中沉淀，在双蒸水中透析(截留分子量MWCO＝3KDa)后再次沉淀得到终产物，核磁表征确认修饰成功(如图2)，葡糖酸内酯修饰的PEI命名为MCPI1，也简称为糖基化修饰的PEI。作为对比，另采用同样的方法分别用乳糖和麦芽糖制备了乳糖化和麦芽糖化修饰的PEI。
[0030]2、葡糖酸内酯修饰的PEI(糖基化修饰的PEI，MCPI1)的抗结核活性测试
[0031]将成功制备的葡糖酸内酯修饰的PEI抗结核活性进行了评估。牛型分枝杆菌(Mycobacterium bovis Bacille Calmette
‑
Gu
é
rin，BCG)或结核分枝杆菌(Mycobacterium tuberculosis，Mtb)于含10％ OADC的Middlebrook 7H9液体培养基(以下简称7H9培养基)，37℃摇床培养，每日观察并检测OD600，待OD600值为1左右(处于对数生长期)，取菌液进行抑菌实验。使用7H9培养基倍比稀释纳米材料，并加至U底96孔板；同时，使用7H9培养基稀释BCG/Mtb菌液，调整为起始OD＝0.001，加至含不同浓度纳米材料的96孔板，总体积为200μl/孔。纳米材料浓度梯度分别为1mg/ml，500μg/ml，250μg/ml，125μg/ml，62.5μg/ml，31.25μg/ml，15.625μg/ml，7.8125μg/本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种糖基化修饰的聚乙烯亚胺，其特征在于，所述糖基化修饰的聚乙烯亚胺为分支型聚乙烯亚胺与葡糖酸内酯进行反应后，聚乙烯亚胺上的一个或多个氨基上修饰有葡糖酸内酯基团L，所述葡糖酸内酯基团L的化学结构式如下所示：2.如权利要求1所述的糖基化修饰的聚乙烯亚胺，其特征在于，所述糖基化修饰的聚乙烯亚胺具有如下所示的化学结构式：其中，n代表聚乙烯亚胺的聚合度。3.如权利要求2所述的糖基化修饰的聚乙烯亚胺，其特征在于，所述糖基化修饰的聚乙烯亚胺的制备方法包括：将分支型聚乙烯亚胺和葡糖酸内酯溶于有机溶剂中，并加入有机碱作为碱性有机催化剂，在加热条件下进行搅拌反应。4.如权利要求3所述的糖基化修饰的聚乙烯亚胺，其特征在于，所述有机溶剂为醇类有机溶剂，所述有机碱选自三乙胺...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈明胜，胡志东，
申请(专利权)人：上海市公共卫生临床中心，
类型：发明
国别省市：