[发明专利]针对色氨酸及其残基的高选择性化学修饰方法

说明书

本发明公开了一种针对色氨酸及其残基的高选择性化学修饰方法：以色氨酸或含有色氨酸残基的物质作为被修饰物，于水中，在醛组分的作用下芳伯胺修饰剂与被修饰物中的色氨酸/色氨酸残基发生高选择性三组分亲电取代反应，从而将芳伯胺修饰剂分子以共价键牢固连接在色氨酸/色氨酸残基上。该化学修饰方法中，芳伯胺修饰剂对蛋白质中的色氨酸及其残基具有优异的选择性，对其他活泼氨基酸及其残基无显著反应性；伯胺修饰剂分子与色氨酸及其残基之间形成共价键合，耐久性优异。

技术领域

本发明涉及一种针对色氨酸及其残基的高选择性化学修饰方法。

背景技术

蛋白质化学修饰技术是现代生物技术发展的一个重要方向。凡是通过化学基团的引入或除去，使蛋白质共价结构发生改变，都可以称为蛋白质的化学修饰。化学修饰是研究蛋白质结构和功能关系的一种重要手段，也是定向改造蛋白质性质的一种有力工具。蛋白质的化学修饰方法主要有两种：(1)改变蛋白质分子的侧链基团；(2)改变蛋白质分子的主链结构。其中，针对蛋白质中氨基酸残基的侧链结构进行修饰的反应是简便、高效的化学修饰手段，利用该手段能够改造蛋白质分子的性质，如使其激活、失活，或者赋予功能性、提高稳定性等。

蛋白质是生命的物质基础，是生命活动的主要承担者。蛋白质分子具有错综复杂的三维结构，而它的所有氨基酸残基的侧链基团分布于蛋白质分子的各个部分。有的残基处于蛋白质分子的表面，易于受到试剂的进攻和作用，有的残基内埋于蛋白质分子的疏水内环境中，不易与试剂接触和反应。此外，处于不同的研究目的，对化学修饰反应发生的部位也有一定的要求。因此，针对蛋白质结构中某种氨基酸残基的高选择性化学修饰方法成为当前的研究热点。

蛋白质通常是由20多种氨基酸按不同比例组合而成的，在众多的氨基酸残基中，色氨酸、酪氨酸和组氨酸残基由于存在芳环或杂环结构，电子云密度较高，容易受到亲电试剂的进攻，发生亲电取代反应，实现化学修饰。例如，色氨酸、酪氨酸和组氨酸残基均能够与重氮盐反应，说明重氮盐等强亲电性试剂对活泼氨基酸具有良好的反应性，但选择性欠佳，难以实现对特定氨基酸残基位点的化学修饰。

发明CN201310737395.9公开了一种适用于蚕丝的共价键着色方法：含芳伯胺基团的染料在醛类物质的作用下与蚕丝中的酪氨酸残基发生Mannich反应；所述含芳伯胺基团的染料与蚕丝的质量比为0.005～0.03：1，所述含芳伯胺基团的染料与醛类物质的摩尔为1：1～2；染色浴比为1：20～100；染浴pH值保持在4.0～6.5，染色温度为30～70℃，保温时间0.5～24小时；该专利芳伯胺染料反应位点为蚕丝中的酪氨酸残基。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种针对色氨酸及其残基的高选择性化学修饰方法。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种针对色氨酸及其残基的高选择性化学修饰方法：

以色氨酸或含有色氨酸残基的物质作为被修饰物，于水中，在醛组分的作用下芳伯胺修饰剂(含芳伯胺基团的修饰剂，简称芳伯胺修饰剂)与被修饰物中的色氨酸/色氨酸残基发生高选择性三组分亲电取代反应，从而将芳伯胺修饰剂分子以共价键牢固连接在色氨酸/色氨酸残基上。

作为本发明的针对色氨酸及其残基的高选择性化学修饰方法的改进：所述芳伯胺修饰剂与色氨酸/色氨酸残基的摩尔比为0.1～10：1，芳伯胺修饰剂与醛组分的摩尔比为1：3～100；调节整个反应体系的pH值为4.0～6.5，于20～60℃保温反应1～24小时；反应所得产物经洗涤后干燥。

作为本发明的针对色氨酸及其残基的高选择性化学修饰方法的进一步改进：水与芳伯胺修饰剂的质量比为20～7000：1。

作为本发明的针对色氨酸及其残基的高选择性化学修饰方法的进一步改进：所述芳伯胺修饰剂的结构中至少需要存在一个芳伯胺片段。