[发明专利]一种基于ABPP的人参皂苷Rg3活性分子探针及合成与应用

说明书

本发明公开了一种基于ABPP的抗肿瘤药物人参皂苷Rg3的活性分子探针及其合成和应用，属于化学生物学领域。该活性分子探针是以母体化合物Rg3为基础，经结构改造和修饰后设计合成的，能够实现活细胞内药物作用靶点的识别与标记，同时与Rg3具有相似的抗肿瘤活性，为Rg3抗肿瘤作用靶点及作用机制的研究提供了一个有利的工具。

技术领域

本发明属于化学生物学领域，具体而言，本发明涉及一种基于ABPP的人参皂苷Rg3活性分子探针的合成及应用。

背景技术

20(R)-人参皂苷Rg3是从红参中分离提纯的四环三萜类人参二醇型皂苷单体，其功效主要包括改善气虚证候、提高机体免疫力、增效解毒等。药理学研究表明：人参皂苷Rg3具有抑制肿瘤细胞增殖；促进肿瘤细胞凋亡；抑制肿瘤细胞转移和侵袭；抑制肿瘤血管生成；逆转肿瘤多药耐药的作用；具有广谱抗肿瘤、低毒等特点。目前，Rg3在临床上主要用于肺癌和肝癌的治疗。但是，其作用靶点以及作用机制尚不明确。

基于活性的蛋白质组分析(Activity-based protein profiling，ABPP)是一种新兴的融合了化学与生物学的蛋白质组学技术，是通过合成小分子药物的活性分子探针(Activity-based probe，ABP)与待研究的蛋白质组作用，ABP中的反应基团能够特异性共价修饰蛋白质组中某类蛋白酶而将化学小分子挂到感兴趣的靶蛋白上，然后利用ABP中的报告基团将这些靶蛋白从蛋白质组中逐个富集出来，再通过生物大分子质谱分析鉴定这些靶蛋白的成分。目前，ABPP被认为是很有前景的新一代基于功能的蛋白质组学技术，是联系蛋白质组和药物靶点研究的桥梁和纽带。

经典的ABP包括两个部分：反应基团和报告基团。反应基团通常是药物小分子的母体结构，能够与靶蛋白的催化中心共价结合，从而起到基于活性的标记的目的。报告基团用来示踪，以便于检测，例如有荧光素标记、同位素标记和生物素标记等。近年来，随着生物正交反应的发展，活性分子探针中的报告基团逐渐被惰性的生物正交反应基团如炔基和叠氮基所取代，当探针完成标记后，利用点击化学反应在探针上连接荧光素或生物素等报告基团。这样的设计可以大大减少活性分子探针的整体空间位阻，有利于探针在细胞和组织中进行活体标记，同时也简化了探针合成的步骤。目前，ABPs作为一种功能蛋白质组学研究工具已经应用于多个小分子药物作用靶点的研究中。但是，基于ABPP的方法研究人参皂苷Rg3抗肿瘤作用靶点及机制的研究工作尚未见报道。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述问题而设计合成了一种基于ABPP的抗肿瘤药物人参皂苷Rg3的活性分子探针，该探针不仅保留了母体化合物人参皂苷Rg3的抗肿瘤活性，而且具有Rg3没有的炔基基团，可通过点击化学反应连接上报告基团，实现Rg3药物在细胞内及整体动物体内的定位以及作用靶蛋白的确证，为人参皂苷Rg3药物抗肿瘤作用靶点和分子机制的研究提供了一个有力的工具。

本发明所采用的技术方案是：

一种基于ABPP的人参皂苷Rg3的活性分子探针，其特征在于，具有式Ⅰ所示的结构：

式Ⅰ中，最右端连接的基团的为炔基，其作为活性分子探针中的报告基团，取代了以往探针中具有较大空间位阻的荧光基团或者生物素基团。

一种基于ABPP的抗肿瘤药物人参皂苷Rg3活性分子探针的合成方法，包括以下步骤：

1)羟基的保护：将20(R)-人参皂苷Rg3溶于有机溶剂(三乙胺或者无水吡啶，优选为无水吡啶)，制得20(R)-人参皂苷Rg3溶液；加入酰化试剂(如乙酰氯或者乙酸酐)，进行酯化反应(反应温度为80-100℃，反应时间约3h)；然后加入无水乙醇淬灭反应，调节混合溶液的pH值，过滤，重结晶；