[发明专利]酮类化合物及其制备方法和应用、定点修饰含有半胱氨酸残基或二硫键的蛋白质的方法

说明书

本发明涉及生物分子共轭标记领域，公开了酮类化合物及其制备方法和应用、定点修饰含有半胱氨酸残基或二硫键的蛋白质的方法，该化合物具有式(1)所示的结构，R为由含有氨基的功能性化合物提供的基团。本发明所述的化合物，在蛋白质的双功能标记以及抗体偶联药物的制备中具有重要的实践意义。

技术领域

本发明涉及生物分子共轭标记领域，具体涉及N-取代-3-溴-5-亚甲基吡咯-2-酮类化合物及其制备方法和应用，以及定点修饰含有半胱氨酸残基的蛋白质的方法和定点修饰含有二硫键的蛋白质的方法。

背景技术

蛋白质和多肽的定点化学修饰是制备功能化蛋白的实用方法，也是药物化学和生物医学领域的一类重要的研究工具[Chemical Reviews.,2015,115,2174–2195]。

在20种天然氨基酸中，半胱氨酸因其天然丰度低，亲核性强，成为蛋白质化学性修饰的理想残基(位点)。除了天然存在于蛋白质中的半胱氨酸之外，它也可以很方便地通过定点突变的方式引入。

常用的半胱氨酸特异性的生物共轭标记分子包括马来酰亚胺，碘乙酰胺，卤代烷烃，吡啶二硫化物等[Nat.Chem.Biol.,2008,4,405-407；Chem-Asian J.,2009,4,630-640]。

最近，由于均一性抗体偶联药物发展的需要，催生出了一系列活性、特异性和生物相容性更高的半胱氨酸生物共轭分子，包括马来酰亚胺衍生物[Angew.Chem.Int.Ed.,2016,55,1432-1435]，脱氢丙氨酸[Chem.Sci.,2011,2,1666-1676]以及全氟代苯[J.Am.Chem.Soc.,2013,135,5946-5949]，有机金属钯试剂[Nature,2015,526,687-691]等。每一种试剂虽然具有其独特的优点，但是对于单一半胱氨酸的双修饰却很难实现。

此外，在蛋白质中，半胱氨酸常常以二硫键的形式存在，构成蛋白复杂的三级结构。如何在不破坏蛋白的三级结构的前提下实现蛋白质二硫键半胱氨酸的桥连修饰也是目前关注的热点，现存的能实现上述目标的标记分子包括溴代马来酰亚胺[J.Am.Chem.Soc.,2010,132,1960-1965]，溴代吡啶二酮[Chem.Commun.,2011,47,8781-8783]，烯丙基砜[Chem.Sci.,2013,4,1889-1894]，二乙烯基吡啶[Chem.Sci.,2019,10,694–700]等。它们或者合成复杂，或者生成共轭产物不稳定。

因此，发展新型的简便高效的半胱氨酸以及二硫键桥连的生物共轭标记分子很有必要。

发明内容

本发明的目的是为了提供新型、简便、高效的半胱氨酸以及二硫键桥连的生物共轭标记分子。

为了实现上述目的，本发明的第一方面提供一种N-取代-3-溴-5-亚甲基吡咯-2-酮类化合物，该化合物具有式(1)所示的结构：

其中，在式(1)中，

R为由含有氨基的功能性化合物提供的基团。

本发明的第二方面提供一种制备前述的N-取代-3-溴-5-亚甲基吡咯-2-酮类化合物的方法，该方法包括：

(1)在溶剂存在下，将乙酸-4-溴呋喃-2-甲酯与N-溴代丁二酰胺进行第一混合，得到第一混合溶液；

(2)将所述第一混合溶液与R-NH₂所示的伯氨基化合物进行第二混合，得到第二混合溶液；

其中，所述伯氨基化合物中的R与前文的定义相同。

本发明的第三方面提供前述N-取代-3-溴-5-亚甲基吡咯-2-酮类化合物在含有半胱氨酸残基的蛋白质上定点修饰半胱氨酸残基的应用。