用于选择性地切割蛋白质的合成催化剂和使用它选择性地切割蛋白质的方法技术

本发明专利技术涉及一种可选择性地识别和切割蛋白质混合物中的特定蛋白质的合成催化剂，并涉及使用它选择性地切割目标蛋白质的方法。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】本专利技术涉及一种可选择性地识别和切割蛋白质混合物中的特定蛋白质的合成催化剂，和一种使用它选择性地切割特定蛋白质的方法。特定蛋白质的选择性切割使得有可能选择性地抑制蛋白质的生物活性。
技术介绍
蛋白质在生物体中发挥各种生物功能。尤其，因为许多酶和受体负责与疾病有关的功能，抑制这些酶或受体的分子往往用作医药。对于酶的情况，抑制剂可逆地阻断酶的活性位点以抑制酶功能，而对于受体的情况，拮抗剂可逆地结合受体以降低受体功能(医药化学，第二版，Ganellin，C.R.；Roberts，S.M.Ed.；Academic PressLondon，1993)。自杀抑制剂通过共价键键接到酶的活性位点上以阻断酶功能。许多毒性蛋白质造成严重健康问题，例如疯牛病的朊病毒或阿耳茨海默氏病的淀粉状蛋白(amylod)。对于毒性蛋白质，特异地切割蛋白质主链的合成分子可用作有效医药，但尚未报道过这些分子。如果抑制剂或拮抗剂加入酶或受体中，具有活性的蛋白质的浓度的降低程度可简单地描述如下 KL＝[P][L]/[PL](3) 其中P表示具有活性的蛋白质，L表示抑制剂或拮抗剂。方程式(1)的方案涉及简单的抑制剂或拮抗剂，方程式(2)的方案涉及自杀抑制剂。如果L50表示当具有活性的蛋白质的浓度([P])变成总蛋白质浓度([P]o)的一半时L的总浓度([L]+[PL]+[PL’])，L50在方程式(1)的方案的情况下是(KL+0.5[P]o)。即，L50随着KL的下降而下降，但对一般的抑制剂或拮抗剂而言不会下降至低于0.5[P]o。在方程式(2)的方案的情况下，L50是0.5[P]o，且用于降低L浓度至其一半水平所需的时间随着KL的下降或ksi的增加而缩短。具有较低L50值的抑制剂或拮抗剂是更有效的医药。但无论是多么优异的抑制剂或拮抗剂，它们都不能阻断超过当量量的蛋白质的生物活性。一些金属配合物已知具有切割蛋白质的能力。例如，在Cu(II)和环楞胺(cyclen)，Cu(II)和1，4，7-三氮杂壬烷，Cu(II)和三(氨乙基)胺，Pd(II)和亚乙基二胺，和Fe(III)或Co(III)和配位聚合双层膜之间形成的配合物据说能够水解蛋白质的肽键(Zhu，L.；Qin，L.；Parac，T.N.；Kostic，N.M.J.Am.Chem.Soc.1994，116，5218Hegg，E.L.；Burstyn，J.N.J.Am.Chem.Soc.1995，117，7015Suh，J.；Oh，S.Bioorg.Med.Chem.Lett.1996，6，1067Jang，B.-B.；Lee，K.P.；Min，D.H.；Suh，J.J.Am.Chem.Soc.1998，120，12008Moon，S.-J.；Jeon，J.W.；Kim，H.；Suh，M.P.；Suh，J.J.Am.Chem.Soc.2000，122，7742Suh，J.；Moon，S.-J.Inorg.Chem.2001，40，4890)。另外，配合到Co(III)上的酰胺已知被Co(III)离子水解(Sutton，D.A.；Buckingham，D.A.Acc.Chem.Res.1987，20，357)。但迄今没有报道选择性地进攻和切割特定蛋白质的金属配合物。
技术实现思路
如上所述，无论是多么优异的抑制剂或拮抗剂，它们不能阻断超过当量量的蛋白质的生物活性。另外，特异地切割毒性蛋白质的合成催化剂不是已知的。因此，本专利技术人进行深入研究以克服对用作抑制剂或拮抗剂的医药的基本限制并设计特异地切割毒性蛋白质的合成催化剂，结果，设计出一种具有以下式(A)的合成催化剂(R)(Z)n(A)其中n表示整数1或更多，R表示能够选择性地识别和结合目标蛋白质的物质，尤其是酶抑制剂或受体拮抗剂，和Z表示金属离子-配体配合物。因此，本专利技术的目的是提供一种选择性地结合和切割目标蛋白质的具有定义如上的式(A)的合成催化剂。本专利技术的另一目的是提供一种使用具有式(A)的合成催化剂用于选择性地切割目标蛋白质的方法。附图说明为了充分理解本专利技术的本质和目的，应该结合附图参考以下详细描述，其中图1是显示Mb被Cu(II)I(a)或Co(III)I(b)时间依赖性降解的图；图2是显示Mb Co(III)I降解时ko对Co的依赖性的图；图3是Mb Co(III)I降解时ko的pH分布图；和图4是通过Co(III)I与Mb孵育而得到的反应产物的MALDI-TOFMS光谱。实现本专利技术的最佳方式以下，更具体地解释按照本专利技术的具有式(A)的合成催化剂。本专利技术的合成催化剂包含基团R作为用于识别目标蛋白质的部位，该部位可选择性地结合目标蛋白质以形成配合物。在识别部位配合到目标蛋白质上之后，由金属离子-配体配合物组成的反应部位(Z)切割目标蛋白质的肽键。如此切割的蛋白质迅速变化成具有较低催化剂结合能力的构象，且催化剂从切割的蛋白质中分离并再生以再次用于切割其它目标蛋白质分子。因此，即使合成催化剂对目标蛋白质的结合能力不强，也可以切割显著量的目标蛋白质且只要允许足够长的时间，蛋白质的活性可被抑制至足够的程度。按照本专利技术的合成催化剂抑制蛋白质活性的方式可简单地表示为类似于Michaelis-Menten方案的以下方案 其中P定义如上，C表示按照本专利技术的具有式(A)的合成催化剂，P’表示通过蛋白质切割而得到的产物，和Kc表示对应于Michaelis常数的常数。从方程式(4)的方案可以看出，在合成催化剂(C)结合到活性蛋白质(P)上以形成配合物(PC)之后，它切割蛋白质以产生新蛋白质(P’)且同时自身再生。在这种情况下，对通过切割目标蛋白质(P)的一半而抑制其生物活性所需的催化剂量没有限制。允许用于抑制目标蛋白质的活性至特定水平的时间越长，可以使用的催化剂量越低。由于合成催化剂与目标蛋白质形成较强的配合物(PC)，Kc下降，而且随着Kc下降或kpc增加，蛋白质切割的速率增加。作为按照本专利技术的合成催化剂的识别部位R，可以使用能选择性地识别和结合目标蛋白质的任何物质。现有结构可选自过去为目标蛋白质所积累的数据，或另外可设计新结构。如果目标蛋白质是酶，可以使用阻断该蛋白质活性的任何已知的抑制剂。如果目标蛋白质是受体，可以使用结合到受体上的任何已知的拮抗剂。即，如果可得到用于目标蛋白质的抑制剂或拮抗剂的任何信息，现有的抑制剂或拮抗剂可用作识别部位以制备用于切割蛋白质的特制合成催化剂。但目标蛋白质上的本专利技术合成催化剂所结合的位置可不同于现有抑制剂或拮抗剂的结合部位。抑制剂或拮抗剂结合到对目标蛋白质的活性重要的位置上，而按照本专利技术的合成催化剂可在包括活性部位的任何位置上特异地识别和结合目标蛋白质。这是因为，本专利技术的预期目的可简单地通过切割邻近结合部位的任何肽键而实现。因此，与现有抑制剂或拮抗剂没有任何关系的新结构可用作识别部位。另外，如果目标蛋白质没有报道用于它的任何抑制剂或拮抗剂，可使用本专利技术的合成催化剂通过筛选而设计出新识别部位。根据所选的目标蛋白质，或从已知用于目标蛋白质的那些中选择的抑制剂或拮抗剂，或识别部位是否是新设计的，本专利技术的合成催化剂中的识别部位R可不受限制地变化。因此，不可能在结构方面定义识别部位。在以上式(A)的结构中，对应于反应部位Z本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种能够选择性地切割目标蛋白质的表示为以下式（Ａ）的合成催化剂：（Ｒ）（Ｚ）↓［ｎ］（Ａ）其中ｎ表示整数１或更多，Ｒ表示能够选择性地识别和结合目标蛋白质的物质，且Ｚ表示金属离子－配体配合物。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2001-4-24 60/286,1171.一种能够选择性地切割目标蛋白质的表示为以下式(A)的合成催化剂(R)(Z)n(A)其中n表示整数1或更多，R表示能够选择性地识别和结合目标蛋白质的物质，且Z表示金属离子-配体配合物。2.权利要求1的合成催化剂，其中配体是环状或无环的，且配体中包含的金属配位原子中的1-4个是氮原子。3.权利要求1或2的合成催化剂，其中配体的骨架是选自以下的一种或多种4.权利要求1的合成催化剂，其中金属离子是选自Ni(II)，Cu(II)，Zn(II)，Pd(II)，Cr(III)，Fe(III)，Co(III)，Rh(III)，Ir(III)，Ru(III)，Pt(IV)，Zr(IV...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐正宪，孙相准，宋正培，刘昌恩，郑，全众源，洪麟锡，
申请(专利权)人：大韩制糖株式会社，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]