[发明专利]以赖氨酸、酪氨酸为锚点三组分协同反应合成环肽的方法

说明书

以赖氨酸、酪氨酸为锚点三组分协同反应合成环肽的方法，利用赖氨酸与空间上邻近的酪氨酸在甲醛的参与下，以天然多肽为原料进行订书肽的合成。这种订书肽的合成方法可以在非常温和的条件下进行，且具有高效、原子经济性好以及良好的位点选择性的特点，所形成的环合楔点具有着独特的物理化学性质。

技术领域

本发明涉及多肽化学合成领域，尤其涉及一种以赖氨酸、酪氨酸为锚点三组分协同反应合成环肽的方法。

背景技术

在小分子药物与大分子的生物制品之间的“中分子”层面上，多肽分子占据了非常广阔的化学生物空间，进而扮演了一类具有非常独特生物学意义的角色。然而，天然多肽的成药性往往不够理想，需要经过进一步的修饰和改构才能成为更具疗效的药物候选物。在多肽修饰的策略中，通过连接两个“锚点”进行大环化反应构建订书肽(stapled peptides)的方法已被证明在改善和调节多肽的化学和生物学性质上能够取得显著效果，从而推动了多肽药物开发的进程，但是目前通过位点选择性控制订书肽合成的理念相对而言仍处于初级阶段。虽然以点击化学(如叠氮-炔烃环加成反应)为代表的正交反应已经为订书肽的合成提供了强有力的工具，但若能在天然形式存在多肽上以位点选择性的方式构建“订书环”则会更加受到研究者们的青睐，因为天然多肽更容易被获得而且还具有基因编码性。

半胱氨酸由于其优越的亲核性和独特的自由基或金属介导的反应性而常常作为“锚定”的主导选择。在现有的大多数以半胱氨酸为基础的订书肽合成方法里，协调两个锚点处的反应顺序是非常困难的，因此就得依赖于锚点基团在反应上具有对称性。更重要的是，现有的订书肽合成方法通常缺乏对复杂多肽底物的位点选择性，使得多肽上处于不同位置的相同类型的残基无法得到区分。但是在生物学上，一些进化的酶通过分子识别便具有了区分在不同位点上的相同氨基酸残基，因此这种选择性将极大提高化学家精准设计具有复杂序列的天然多肽。

那么通过两个锚点(氨基酸侧链)进行订书肽的合成，它们既可以相同也可以不同。虽然使用相同的锚点进行合成时具有简便的优势，但除了加速多肽选择两个距离相对较近的锚点进行化学连接以外，两个锚点之间反应的相互作用也会受到限制。相比之下，使用两个不同的锚点可以突出反应的选择性控制，并且可以嵌入一个序列调控的元素，使得底物的设计更加复杂多样化。当考虑可逆性因素，从动力学和热力学的角度合理地设计反应顺序时，克服位点选择性问题的想法就有可能实现。

发明内容

本发明为解决上述问题提供了一种以赖氨酸、酪氨酸为锚点三组分协同反应合成环肽的方法，利用赖氨酸与空间上邻近的酪氨酸在甲醛的参与下，以天然多肽为原料进行订书肽的合成。这种订书肽的合成方法可以在非常温和的条件下进行，且具有高效、原子经济性好以及良好的位点选择性的特点，所形成的环合楔点具有着独特的物理化学性质。

反应原理：

利用甲醛来固定蛋白从而用于测定蛋白质-蛋白质之间的相互作用或者蛋白质-DNA之间的相互作用是非常经典、成熟且古老的分析技术。但是，由于蛋白上的众多活性基团都会与甲醛进行反应，在化学层面上来看，这属于非常混乱并且缺乏化学选择性的反应，研究证明，使用大量的醛和芳胺的混合物可以与多肽的酪氨酸(Tyr)侧链的邻位通过形成亚甲基的链接从而进行多肽的选择性修饰。普遍认为反应是通过分子间的曼尼希型机理进行的，即对芳胺产生的亚胺离子中间体进行亲核加成反应。然而在同样的反应条件下脂肪胺则是不能发生反应。受此鼓舞，我们提出设想，是否空间上的邻近效应能够促进赖氨酸侧链的脂肪胺基与酪氨酸侧链在甲醛的参与下进行分子内的反应。通过对反应条件的筛选，我们发现在合适的条件下，赖氨酸的侧链脂肪胺胺基是可以同酪氨酸的侧链进行反应，并且反应非常高效，甲醛的用量只需3个当量，远远低于固定蛋白和Francis课题组之前报道所用的甲醛量(100倍)，并且反应的温度只需要在室温下即可。

本发明所采取的技术方案：

以赖氨酸、酪氨酸为锚点三组分协同反应合成环肽的方法，其制备步骤为：