用于有機(jī)分子修飾的方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了使靶分子中的巰基(R-S-H)或硒基(R-Se-H)烷基化的方法，其中所述方法包括：使包含至少一個(gè)巰基的靶分子與通式(I)或(II)的化合物反應(yīng)：其中R為乙?；蛉我黄渌孽；虬韵氯我坏幕鶊F(tuán)：或其中通式(II)中R也可以為烷基；以及其中R’選自氫、甲基和乙基。
【專利說明】用于有機(jī)分子修飾的方法
發(fā)明領(lǐng)域
[0001 ] 本發(fā)明涉及用于有機(jī)分子烷基化的方法。
[0002]發(fā)明背景
[0003]翻譯后修飾(PTM)為用于調(diào)節(jié)蛋白功能的基本機(jī)制。日益認(rèn)識(shí)到其重要性的一個(gè)此類PTM為蛋白賴氨酸(Lys)乙酰化。與酪氨酸(Tyr)/絲氨酸(Ser)/蘇氨酸(Thr)磷酸化類似，Lys乙酰化為可逆的生化過程，其中賴氨酸乙酰轉(zhuǎn)移酶將乙?；砑又临嚢彼釟埢摩虐被?。脫乙酰酶以相反的方式起作用從而將它移除。最初在組蛋白中發(fā)現(xiàn)，最近也在許多其它的蛋白中觀察到賴氨酸乙?；砻魉诩?xì)胞中多樣的調(diào)節(jié)功能。越來越多的證據(jù)表明異常的賴氨酸乙酰化與許多疾病狀態(tài)有關(guān)，諸如癌癥和神經(jīng)系統(tǒng)病癥。因此，賴氨酸乙?；飳W(xué)的研究是非常重要的并且將引起連續(xù)的治療創(chuàng)新。
[0004]盡管多年的深入研究已牢固地確定了賴氨酸乙?；鳛榻M蛋白遺傳外標(biāo)記在影響核染色質(zhì)結(jié)構(gòu)和功能中發(fā)揮了廣泛的作用，大多數(shù)單獨(dú)的乙酰化事件-特別是最近所鑒定的那些事件-的效應(yīng)仍待闡明。遺傳學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)以及特別是蛋白組學(xué)中最近的研究已在大量非組蛋白蛋白中鑒定了賴氨酸乙?；?。這些修飾中大多數(shù)的功能是未知的。作為主要的限制因素，包含感興趣的乙酰化的賴氨酸(“Lys-Ac”)殘基的均質(zhì)蛋白樣品的缺乏經(jīng)常阻礙了蛋白賴氨酸乙?；难芯俊４祟惥|(zhì)乙?；牡鞍诪橛糜诮?jīng)由生物物理學(xué)和生物化學(xué)的方法辨別具體的Lys-Ac PTM的 結(jié)構(gòu)和功能效應(yīng)的非常寶貴的試劑。
[0005]一些方法用于制備位點(diǎn)特異修飾的蛋白，諸如利用琥珀終止密碼子/tRNA對(duì)抑制劑的非天然的氨基酸突變和蛋白化學(xué)合成，但是對(duì)這些方法廣泛應(yīng)用在整個(gè)生物科學(xué)研究領(lǐng)域而言，仍存在顯著的技術(shù)壁壘。然而，非天然的氨基酸突變不是廣泛地可用，因?yàn)樗菍＠夹g(shù)；而蛋白化學(xué)合成需要訓(xùn)練有素的化學(xué)家的豐富的專業(yè)知識(shí)，并且在技術(shù)上非常有挑戰(zhàn)性以及勞動(dòng)密集型的。
[0006]另一個(gè)已知的方法是基于非天然的氨基酸突變和化學(xué)修飾的組合應(yīng)用，從而產(chǎn)生乙?；嚢彼犷愃莆锏切揎椀陌被醽G失了光學(xué)純度。重組蛋白的酶促賴氨酸乙?；孟袷且挥形Φ姆椒?。然而，考慮到賴氨酸乙?；D(zhuǎn)移酶的混亂和不完整的酶促反應(yīng)性質(zhì)，如果不可能分離出來或表征期望的乙?；a(chǎn)物的話，它難以用于結(jié)構(gòu)和功能研究。
[0007]對(duì)其它確實(shí)提供了必要的特異性的酶促反應(yīng)而言，它們經(jīng)常必須在大的高分子復(fù)合物的情況下起作用，諸如借助于其它接合體分子，這使得它們幾乎沒有實(shí)際價(jià)值。
[0008]因此高度期望用于在重組蛋白中選擇性裝配乙?；腖ys殘基的化學(xué)方法。顯然，在正常蛋白中許多可能的賴氨酸殘基存在下，具體的賴氨酸殘基的直接乙?；诨瘜W(xué)上是不可行的。
[0009]已經(jīng)廣泛地利用了作為軟親核試劑的半胱氨酸(Cys)的巰基的獨(dú)特反應(yīng)性用于選擇性蛋白修飾。以前，研發(fā)化學(xué)方法用于將接近等量的N-甲基-賴氨酸的類似物裝配在重組蛋白上(參見下文的方案I)。方法基于Cys殘基的巰基與溴化氨乙基或氯化氨乙基的傳統(tǒng)的烷基化反應(yīng)，這產(chǎn)生了氨乙基半胱氨酸，其為已知的賴氨酸等價(jià)物。
[0010]當(dāng)烷化劑更改為N-甲基氨乙基鹵化物時(shí)，產(chǎn)生了 N-甲基化的氨乙基半胱氨酸殘基或N-甲基硫代Lys( “硫醛Lys (Me)”)，其已經(jīng)顯示了與天然的Lys (Me)功能性相似。
[0011]方案I
[0012]
【權(quán)利要求】
1.使靶分子中的巰基(R-S-H)或硒基(R-Se-H)烷基化的方法，其中所述方法包括: 使包含至少一個(gè)巰基的靶分子與通式(I)或(II)的化合物反應(yīng):
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述靶分子為有機(jī)分子。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其中所述有機(jī)分子為肽或蛋白。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其中所述肽選自寡肽、多肽和合成肽。
5.如權(quán)利要求3所述的方法，其中所述蛋白選自重組蛋白和蛋白復(fù)合物。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述靶分子為組蛋白或泛素。
7.如權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述巰基為半胱氨酸和/或硒代半胱氨酸的疏基。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其中所述巰基為半胱氨酸的巰基。
9.如前述任一權(quán)利要求所述的方法，其中所述?；鶠橹艴；蛑h(huán)族?；?，或芳族酰基，或氨酰基，或肽?；虻鞍柞；?br> 10.如權(quán)利要求9所述的方法，其中所述脂族?；x自直鏈脂族?；?，支鏈脂族?；宥⊙豸驶?，叔丁氧羰基衍生物、芐氧羰基和芐氧羰基衍生物。
11.如權(quán)利要求9所述的方法，其中所述酰基選自具有I個(gè)-20個(gè)或I個(gè)-7個(gè)碳原子的直鏈脂族?；?，具有I個(gè)-7個(gè)碳原子的支鏈脂族?；约熬?乙二醇)部分。
12.如權(quán)利要求9所述的方法，其中所述?；x自甲酰基、乙酰基、丙?；?、2-丙?；?、丁酰基、異丁酰基、戊酰基、己酰基、烯丙基羰基、環(huán)己甲基羰基、以及諸如環(huán)丙基羰基、環(huán)戊基擬基、環(huán)己基擬基和1_環(huán)己烯基擬基的C3-C6環(huán)烷基擬基。
13.如權(quán)利要求9所述的方法，其中所述芳族?；x自苯甲?；?、4-甲基苯甲?；?-甲氧基苯甲?；?。
14.如前述任一權(quán)利要求所述的方法，其中所述烷基選自甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、叔丁基、仲丁基、戊基、己基、辛基、壬基、癸基、十一烷基、十二烷基、十三烷基、十四烷基、十五烷基、十TK烷基、十八烷基、聚(乙二醇)乙基和聚(乙二醇)丙基[例如HO (CH2CH2O)n-CH2CH2-, CH3O (CH2CH2O)n-CH2CH2-，和 CH3O(CH2CH2O)n-CH2CH2CH2-]。
15.權(quán)利要求1-14中任一項(xiàng)所定義的通式(I)的化合物作為用于使靶分子烷基化的烷化劑的用途。
16.權(quán)利要求1-14中任一項(xiàng)所定義的通式(II)的化合物作為用于使靶分子烷基化的烷化劑的用途，所述靶分子包含巰基(R-S-H)或硒基(R-Se-H)。
17.通式(I)的化合物用于在靶分子中裝配乙?；馁嚢彼釟埢愃莆锏挠猛尽?br> 18.如權(quán)利要求15-17中任一項(xiàng)所述的用途，其中所述靶分子為有機(jī)分子。
19.如權(quán)利要求18所述的用途，其中所述有機(jī)分子為肽或蛋白。
20.如權(quán)利要求19所述的用途，其中所述肽選自寡肽、多肽和合成肽。
21.如權(quán)利要求19所述的用途，其中所述蛋白選自重組蛋白和蛋白復(fù)合物。
22.藥物組合物，其包含根據(jù)權(quán)利要求1-14中任一項(xiàng)所述的方法修飾的靶分子。
23.如權(quán)利要求1-14中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述通式(I)的化合物為N-乙烯基乙酰胺。`
【文檔編號(hào)】C07D277/04GK103534235SQ201280023730
【公開日】2014年1月22日 申請(qǐng)日期:2012年5月14日 優(yōu)先權(quán)日:2011年5月13日
【發(fā)明者】劉傳法, 李富鵬 申請(qǐng)人:南洋理工大學(xué)