[发明专利]一种三氟甲磺酰基炔酰胺类化合物及其制备方法和用途

说明书

本发明公开了一种三氟甲磺酰基炔酰胺类化合物及其制备方法和用途。基于该类炔酰胺与巯基的硫氢化反应，进而实现对多肽与蛋白质中的巯基进行选择性修饰与标记。该类化合物具有较好的稳定性。还可以选择性的只和巯基反应，而多肽或蛋白质上的其他活性基团不受影响；具有反应速率快、无副反应、反应条件简单温和、易操作、底物适用性广和原子经济性高等优点。其在酸碱、氧化条件下都具有良好的稳定性，并且可以在常温下稳定存在数月，为生物偶联、多肽和/或蛋白质中的巯基进行选择性修饰与标记提供了新的稳健途径。

技术领域

本发明涉及炔酰胺的硫氢化反应，尤其涉及一种采用三氟甲磺酰基炔酰胺类化合物及其制备方法和将该化合物用于硫氢化反应，以及采用该化合物对多肽和/或蛋白质中的巯基进行选择性修饰与标记。属于有机化学合成及多肽和/或蛋白质的化学修饰技术领域。

背景技术

蛋白质是由天然α-氨基酸通过酰胺键按照一定顺序连接起来形成的具有重要生物活性的生物大分子，是生命的物质基础，在生命活动中扮演着及其重要的作用。蛋白质发挥其功能时经常需要进行修饰，同时人们为了研究蛋白质的生物功能与活性，也要对蛋白质进行修饰与标记。因此，发展并研究一种能够对蛋白质进行精准修饰与标记的方法与工具具有重大的意义，也是当今的一个重要的研究领域。

蛋白质的化学修饰主要有两种形式。一种是蛋白质的翻译后修饰(posttranslational modifications,PTMs)，前体蛋白在合成以后，通过PTMs，可以爆炸式地增加蛋白质的类型，赋予生命过程更多的复杂性。这些修饰主要包括磷酸化、乙酰化、泛素化和糖基化等。PTMs 实际上是对蛋白质进行共价加工的过程，通过在一个或几个氨基酸残基上加上官能团或通过蛋白质水解剪切，从而改变蛋白质的性质。

而另一种形式则是化学修饰，这种修饰主要是基于氨基酸残基上的化学反应。近几十年来，通过有机合成的方式来修饰蛋白质的方法越来越多的被报道出来，大大促进了该领域的发展。与常规的化学反应不同的是，这种类型的反应往往需要在比较温和的条件下进行，因为蛋白质在剧烈条件下容易变性。蛋白质的化学修饰又主要包括末端修饰和侧链修饰。在末端修饰中，作为蛋白质合成的起点，N端往往第一个合成的是甲硫氨酸(Met)，但是Met的命运往往是刚合成就要被特异性甲硫氨酸氨肽酶(MetAPs)去除或者乙酰化，而被剪切掉暴露出来的第二个氨基酸N端则接着被修饰，修饰的方式除了被乙酰化还包括引入一些荧光基团等。而C端的研究则相对较少。蛋白质的侧链修饰则是人们研究较多的领域(Nat.Rev.Chem. 2019,3(3),147-171.)，而其中半胱氨酸(Cys)由于其独特的性质，被科学家们广泛研究。蛋白质上的Cys的天然丰度较低，且由于Cys上硫的原子半径较大且S-H的解离能较低，使得很容易发生亲核反应、氧化还原反应以及其他氨基酸侧链难以发生的反应。常见的巯基修饰试剂有卤代烷烃、马来酰亚胺、金属试剂等。迈克尔加成受体也是十分常见的修饰试剂(Curr. Opin.Chem.Biol.2020,58,28-36.)。尽管巯基修饰试剂被广泛研究，但是仍然面临着一些挑战：如这类试剂需要有良好的选择性、必须能够在水相中反应、能够高效的完成反应、产物需要有良好的稳定性等要求；如马来酰亚胺的加成产物就十分不稳定(Nat.Biotechnol.2012,30, 184–189)。常见的巯基修饰试剂如图2所示。

发明内容