[发明专利]一种非天然核苷酸构成的核酸编码化合物库

说明书

本发明公开了一种非天然核苷酸构成的核酸编码化合物和化合物库。本发明的核酸编码化合物和化合物库通过引入Z、P、S、B、S’五种人工碱基，克服了使用天然碱基的核酸编码化合物库的应用局限。

技术领域

本发明具体涉及一种非天然核苷酸构成的核酸编码化合物和/或化合物库。

背景技术

在新药研发领域，针对生物靶标的高通量筛选是快速获得先导化合物的主要手段之一。然而，基于单个分子的传统高通量筛选所需时间长、设备投入巨大、库化合物数量有限(数百万)，且化合物库的建成需要数十年的积累，限制了先导化合物的发现效率与可能性。近年来出现的DNA编码化合物库技术(WO2005058479、WO2018166532、CN103882532)，结合了组合化学和分子生物学技术，在分子水平上将每个化合物加上一个DNA标签，能在极短的时间内合成高达亿级的化合物库，而且化合物能够通过基因测序的方法进行识别，大幅度地增加了化合物库的大小和合成效率，成为下一代化合物库筛选技术的趋势。DNA编码化合物库技术正开始在制药行业广泛应用，并产生了诸多积极的效果(Accounts ofChemical Research,2014,47,1247-1255)。

随着该技术运用的扩展，DNA编码标签也体现出其在某些生物靶标筛选上的局限：1)如转录因子等与DNA序列存在相互作用的蛋白、核糖核酸(RNA)等作为疾病调控靶标时，传统DNA编码化合物库筛选会产生较多背景结合信号。这些信号可能来自化合物的DNA标签与转录因子蛋白的亲和作用，或化合物的DNA标签与RNA靶标产生的杂交亲和，这些信号并非经由化合物结构本身与生物靶标的结合。2)传统DNA编码化合物库筛选应用于某些生物样本(如基于活细胞原位膜蛋白靶点的筛选)时，由于这些生物样本容易产生内源基因组DNA对富集分子的DNA标签扩增和检测的干扰，从而降低扩增效率以及形成一定错配假阳性扩增信号。

Shuichi Hoshika等公开了一种非天然碱基的核酸编码系统(Science，2019，363：884- 887)。本发明将非天然碱基应用于DNA编码化合物库技术，使用与天然编码核苷酸不同的编码系统，从而克服上述应用局限，提升编码化合物库技术的应用范围。

发明内容

本发明公开了一种核酸编码化合物，包括功能部分和核酸部分，其中核酸部分的碱基选自非天然碱基Z、P、S、B、S’；

其中，碱基Z为碱基P为碱基S为碱基B 为碱基S’为

进一步地，所述核酸编码化合物还包括连接基团，通过连接基团将功能部分和核酸部分连接。

进一步地，所述核酸部分包括单链核酸和/或双链核酸。

更进一步地，所述双链核酸中，碱基Z和碱基P对应，碱基S和碱基B对应，碱基S’和碱基B对应。

进一步地，所述核酸部分由核糖核苷酸和/或脱氧核糖核苷酸组成。

更进一步地，所述核糖核苷酸的碱基为Z、P、S’、B，所述脱氧核糖核苷酸的碱基为Z、P、S、B。

进一步地，所述核酸部分核酸长度大于10bp。

更进一步地，所述核酸部分可以插入带有天然碱基的核苷酸，但不插入连续3个或3 个以上的天然碱基核苷酸，并且天然碱基的核苷酸数量在核酸部分核苷酸总数中的比例低于30％。

进一步地，所述核酸编码化合物结构如式I所示：

其中，

X是至少3价的原子或分子骨架；

L₁为可连接核酸5’端的连接基团；

L₂为可连接核酸3’端的连接基团；