[发明专利]高效催化剂及其制备和用途

说明书

发明领域

本发明涉及用基于肽的合成化合物官能化的含氮大环卟啉样物质，及其制备和作为催化剂在精细化学中的用途。其可用作例如催化剂的水溶液或水-醇溶液，用于水控制和净化以及实验室诊断剂中的过氧化、氧化、羟基化、酚硝化和惰性化合物环氧化反应。它们还可用于例如免疫组化试验、原位杂交、ELISA试验，以及DNA印迹、RNA印迹和蛋白质印迹试验。本发明的化合物可单独使用或与生物分子例如抗体、抗原、酶、受体、核酸、肽和蛋白质共价结合使用。本发明的化合物具有广泛的应用，因为其代表天然和突变的血红素蛋白类(haemoproteins)的低分子量(2000-5000amu)类似物，因此建议作为特别有利的表达或提取的替代产品。本发明的化合物也可在固相基质和/或顺磁和非顺磁纳米颗粒支持物上使用。

技术状况

文献中已知众多的氮大环化合物的各种组合物，其中氮大环中插入不同的金属离子。从应用的角度看最有前途的是中心(meso)-四芳基取代的卟啉类(“Metallo-porphyrins in catalytic oxidations”(1994)Sheldon R.A.编辑，Dekker,NY；D.Mansuy,C.R.Chimie,2007,10,pp392；Meunier,B.Chem.Rev.1992,92,pp.1411)。尽管如此，大部分已有的氮大环化合物鉴于诸多理由不具有工业实用性，其理由包括：1)水和生物液体中的溶解性低；2)催化过程中的低更新性和/或低选择性；3)需要使用强氧化剂活化。

随后开发了在β-吡咯环和中心位置取代的其它卟啉以改善催化性质(参见，例如Bruice T.C.等人，PNAS,1986,pp4646)。然而，这些化合物同样由于水中溶解度而严重受限，实际上能够用于水相/有机相界面。

用亲水基团在中心位置取代的卟啉(阴离子和阳离子类型)是水溶性的，但仍然缺乏足够的催化效力以用于精细化学工业中(Lindsay Smith,J.R.等人，J.Chem.Soc.Chem.Comm1985,pp410；Bernadou,J.等人，Tetrahedron letters,1988,pp6615)。

最近描述了新的肽-卟啉缀合物。它们可基于与卟啉结合的肽的数目分成单和双加合物。例如，微过氧化物酶是从细胞色素c经蛋白水解得到的单加合卟啉。这些化合物的特征也在于在肽成分的半胱氨酸和原卟啉IX的乙烯基之间有两个硫醚键。根据蛋白消化中使用的酶，可获得不同的微过氧化物酶，其肽链特征在于氨基酸数目不同(Aron,J.；Baldwin,D.A.；Marques,H.M.；Pratt,J.M.；Adams,P.A.J.Inorg.Biochem.1986,27,227)。这些化合物通常称为微过氧化物酶MP8、MP9、MP10和MP11(Munro,O.Q.；Marques,H.M.Inorg.Chem.1996,35,3752；Adams,P.A.In:Peroxidases in Chemistry and Biology,1993,Vol.II,Everse,J.,Everse,K.E.&Grisham,M.B.,eds,pp.171-200.CRC Press,Boston,MA,USA；Marques,H.M.Dalton Trans.2007,4371)。

迄今为止的微过氧化物酶的肽序列最佳形式如下所示：

MP8：H-Cys-Ala-Gln-Cys-His-Thr-Val-Glu-OH(J.Aron，D.A.Baldwin，H．M．Marques，J．M．Pratt，P．A．Adams，J．Inorg．Biochem.1986，27，227；D．A．Baldwin，H．M．Marques，J．M．Pratt，J．Inorg．Biochem．1986，27，245；M．S．A．Hamza，J．M．Pratt，J．Chem．Soc．，Dalton Trans．1994，1367)；