[发明专利]一种人工受体分子及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及一种人工受体分子及其制备方法和应用，所述人工受体分子为式(A)所示结构的化合物或其盐，其中，R选自氢或发光基团。该人工受体分子是一种以四苯乙烯及其衍生物作为插膜部位和以反式萘管大环作为结合部位的新型人工受体。此类受体利用其萘管的三个负电荷羧基与细胞的静息电位之间静电排斥作用，以及四苯乙烯及其衍生物与细胞膜的磷脂双分子层之间的疏水效应的协同作用而长效地锚接在细胞膜上，且不易被细胞内吞。基于此种锚定细胞膜的能力，此类受体不仅可以作为细胞膜的染料用于标记细胞膜，还可以作为通用工具在客体分子的协助下结合细胞以用于探索细胞与细胞之间的相互作用和多细胞通讯网络，且生物相容性很好。

技术领域

本发明属于有机生物材料技术领域，具体涉及一种新型人工受体分子及其制备方法和应用，尤其涉及一种不影响细胞功能且能长时间稳定在细胞膜表面的新型人工受体分子及其制备方法和应用。

背景技术

人工受体是主要用于模拟天然受体而合成的一类新型的受体分子，其主要由两部分组成：一部分是锚定在细胞膜上的插膜部位；另一部分是结合部位，用于识别和结合配体，促进细胞高效地识别和摄取这些配体。人工受体作为一种全新的研究手段被广泛的应用于细胞表面工程、体外细胞与细胞之间的相互作用、多细胞通讯网络以及体内基于细胞搭便车的药物递送等领域的研究。

目前，已经有多种类型的人工受体分子被报道，按照插膜部位与细胞膜的作用方式可分为三类：1)人工受体通过其插膜部位的活性基团(如琥珀酰亚胺、马来酰亚胺)与细胞膜蛋白的活性位点(如胺、巯基)反应，形成共价键而锚定在细胞膜上。此类受体虽然能长期稳定在细胞膜上，但是共价修饰膜蛋白不可避免地会影响细胞的生理功能。2)人工受体的插膜部位带有疏水肽和阳离子精氨酸，可通过静电作用锚定在细胞膜上。这类人工受体在细胞膜上的滞留时间较短(约3h)，容易被细胞内吞。3)人工受体以脂质、胆固醇及其衍生物作为插膜部位，可通过疏水效应插入细胞膜。此类受体分子虽然不影响细胞的生理功能，但是这些插膜部位是细胞膜磷脂和胆固醇类似物不可避免地会受到细胞内化的影响。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种新型人工受体分子及其制备方法和应用，尤其提供一种不影响细胞功能且能长时间稳定在细胞膜表面的新型人工受体分子及其制备方法和应用。

为达到此发明目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供一种人工受体分子，所述人工受体分子为式(A)所示结构的化合物或其盐：

其中，R选自氢或发光基团。

本发明开发了一种以四苯乙烯及其衍生物作为插膜部位和以反式萘管大环作为结合部位的新型人工受体。此类受体利用其萘管的三个负电荷羧基与细胞的静息电位之间静电排斥作用，以及四苯乙烯及其衍生物与细胞膜的磷脂双分子层之间的疏水效应的协同作用而长效地锚接在细胞膜上，且不易被细胞内吞。基于此种锚定细胞膜的能力，此类受体不仅可以作为细胞膜的染料用于标记细胞膜，还可以作为通用工具在客体分子的协助下结合细胞以用于探索细胞与细胞之间的相互作用和多细胞通讯网络，且生物相容性很好。

优选地，所述盐包括钠盐。

第二方面，本发明提供一种如第一方面所述的人工受体分子的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：

将化合物(Ⅰ)和化合物(Ⅱ)混合进行点击反应；可选地将点击反应产物与发光基团进行连接；然后水解，得到所述人工受体分子：

其中，R’选自氢或醛基。

上述化合物(Ⅱ)可参考文献(Org.Biomol.Chem.2020,18,1900–1909)中公开的方法合成得到，将其命名为NT-anti，其结构含有一个单炔和三个酯基的内修饰酰胺萘管。