專利名稱：5’-氨基-2’,5’-雙脫氧核苷酸磷脂分子及其制備方法和應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一系列5’ -氨基-2’，5’ -雙脫氧核苷酸磷脂分子及其化學(xué)合成方法，還涉及這一系列5’ -氨基-2’，5’ -雙脫氧核苷酸磷脂分子在水相溶媒中自組裝形成的超分子結(jié)構(gòu)。屬于新型生物材料領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
將與mRNA對應(yīng)的正義RNA和反義RNA組成的雙鏈RNA (siRNA,小干擾RNA)導(dǎo)入細(xì)胞，可以誘導(dǎo)mRNA發(fā)生特異性的降解，導(dǎo)致相應(yīng)的基因沉默。這種序列特異性的轉(zhuǎn)錄后基因沉默機(jī)制稱為RNA干擾(RNAi)。siRNA作為一種很有潛力的藥物，將為人類疾病的治療開辟一條嶄新的道路。但是siRNA的體內(nèi)運(yùn)輸也有很多問題。比如其血清穩(wěn)定性不好，容易被血清中的RNase降解；整體給藥后,不能祀向性地在病患部位聚集；不能主動跨過細(xì)胞膜。因此尋找有效的藥物輸送系統(tǒng)，以提高siRNA的穩(wěn)定性、靶向性和透膜性是實現(xiàn)siRNA臨床應(yīng)用的關(guān)鍵。目前用于基因跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)的載體大致可以分為兩類，一類是病毒類載體，一類是非病毒類載體。病毒類載體轉(zhuǎn)染基因的效率較高。但是其制備比較困難，可能導(dǎo)致機(jī)體細(xì)胞突變甚至癌變，毒副作用難以控制，所以并不適合作為藥物載體。非病毒類載體大多為人工合成的，雖然轉(zhuǎn)染效率相對較差，但是其種類繁多，結(jié)構(gòu)和性能可控，所以在基因運(yùn)載中應(yīng)用非常廣泛。已經(jīng)用作基因轉(zhuǎn)運(yùn)的非病毒類載體包括陽離子脂質(zhì)體、陽離子聚合物、納米粒子等。(Chem.Rev.2009，109，259-302)陽離子脂質(zhì)體是應(yīng)用最為廣泛的非病毒類基因載體。陽離子脂質(zhì)體由兩親性分子組成。這類兩親性分子含有陽離子作為極性頭部，以及脂肪族長鏈作為非極性的尾部。陽離子脂質(zhì)體依靠正負(fù)電荷間的庫侖力作用與siRNA相結(jié)合，能夠有效地包載siRNA。但是由于細(xì)胞膜表面帶有負(fù)電荷，而且血清中也含有大量的電負(fù)性蛋白，所以陽離子脂質(zhì)體具有較高的細(xì)胞毒性和血清毒性。另外，由于電性作用較強(qiáng)，陽離子脂質(zhì)體與siRNA結(jié)合比較緊密，跨膜后難以有效釋放。(Biomaterials 2008，29，3477-3496)為了避免陽離子化合物帶來的這些問題，構(gòu)建新型載體，利用另外的作用力代替電性作用，實現(xiàn)脂質(zhì)體與siRNA的結(jié)合就是一項比較重要的工作。近年來，利用氫鍵作用構(gòu)建基因轉(zhuǎn)運(yùn)的載體正越來越受到青睞。Milani等(J.Am.Chem.Soc.2007, 129，11664-11665)構(gòu)建了一種核苷酸磷脂分子，利用腺嘌呤核苷作為極性頭部，在5’ -羥基位通過磷酸鍵連接脂肪酸甘油酯作為非極性的尾部。該核苷酸磷脂分子在水溶液中能夠形成有序排列的雙層膜狀結(jié)構(gòu)，通過氫鍵作用包裹聚尿嘧啶核酸鏈。Toth等(Chem.Commun.2010，46，3140-3142)報道了一種以堿基作為頭部，脂肪鏈作為尾部的新型分子，證實了其與核酸單鏈的氫鍵結(jié)合作用。Chabaud等(BioconjugateChem.2006, 17，466-472)報道了一類帶有核苷結(jié)構(gòu)的陽離子脂質(zhì)體，具有較好的基因轉(zhuǎn)運(yùn)效果。作者認(rèn)為產(chǎn)生這種效果是因為堿基 與核酸之間的氫鍵作用。Moreau等(J.Am.Chem.Soc.2004, 126，7533-7539)人也報道了一系列中性核苷核苷磷脂分子，這類分子在水溶液中能形成凝膠結(jié)構(gòu)，起到誘捕DNA的效果。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的之一是提供一種5 ’ -氨基-2 ’，5 ’ -雙脫氧核苷酸磷脂分子；本發(fā)明目的之二是提供上述5’ -氨基-2’，5’ -雙脫氧核苷酸磷脂分子的化學(xué)合成方法；本發(fā)明目的之三是提供上述5 ’ -氨基-2 ’，5 ’ -雙脫氧核苷酸磷脂分子在制備具有超分子結(jié)構(gòu)的物質(zhì)中的應(yīng)用。本發(fā)明上述目的是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的:一種5’-氨基-2’，5’-雙脫氧核苷酸磷脂分子，其具有如式(I)所示的兩親性結(jié)構(gòu)。即以5’ -氨基-2’，5’ -雙脫氧核苷為親水性頭部，通過磷酸鍵連接甘油脂肪醚為疏水性的尾部，形成一個兩親性分子。
權(quán)利要求
1.一種5’ -氨基-2’，5’ -雙脫氧核苷酸磷脂分子，其具有如式(I)所示的兩親性結(jié)構(gòu)，即以5’ -氨基-2’，5’ -雙脫氧核苷為親水性頭部，通過磷酸鍵連接作為疏水性尾部的甘油脂肪醚，從而形成一個兩親性分子:
2.一種制備如權(quán) 利要求1所述5’ -氨基-2’，5’ -雙脫氧核苷酸磷脂分子的化學(xué)合成方法，其特征在于，以如式(II)所示的氨基保護(hù)的5’ -氨基-2’，5’ -雙脫氧核苷、如式(III)所示的亞磷?；噭┖腿缡?IV)所示的1，2-二脂肪醚甘油-3-醇三種化合物為原料，反應(yīng)制得如權(quán)利要求1中式(I)所示的5’ -氨基-2’，5’ -雙脫氧核苷酸磷脂分子；
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的化學(xué)合成方法，其特征在于，其包括以下步驟:(i)商業(yè)購買或者由簡單原料制備如式(II)所示的氨基保護(hù)的5’ -氨基-2’，5’ -雙脫氧核苷、如式(III)所示的亞磷?；噭┖腿缡?IV)所示的1，2-二脂肪醚甘油-3-醇三種原料；(ii)用如式(II)所示的氨基保護(hù)的5’ -氨基-2’，5’ -雙脫氧核苷、如式(III)所示的亞磷酰化試劑反應(yīng)及如式(IV)所示的1，2-二脂肪醚甘油-3-醇為原料做反應(yīng)，并加入氧化劑將亞磷氧化為五價磷，得到如式(V)所示的中間體；(iii)如式(V)所示的中間體脫去保護(hù)基，得到如式(I)所示的目標(biāo)產(chǎn)物，
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的化學(xué)合成方法，其特征在于，步驟(ii)采用的是分步的一釜合成法，先用如式(II)所示的氨基保護(hù)的5’-氨基-2’，5’-雙脫氧核苷和如式(III)所示的亞磷?；噭┰谌軇┲蟹磻?yīng)，檢測反應(yīng)進(jìn)程，在氨基保護(hù)的5’ -氨基-2’，5’ -雙脫氧核苷反應(yīng)完全以后，中間體不經(jīng)分離純化，直接向反應(yīng)釜中加入如式(IV)所示的1，2-二脂肪醚甘油-3-醇繼續(xù)反應(yīng)，反應(yīng)完全后加入氧化劑將亞磷氧化為五價磷，然后分離純化。
5.根據(jù)權(quán)利要求2至4任一項所述的合成方法，其特征在于，步驟(ii)所用溶劑是乙腈，或N，N-二甲基甲酰胺，或N-甲基吡咯烷，或二氯甲烷，或二氯乙烷，或四氫呋喃，或苯，或其它非質(zhì)子性溶劑；反應(yīng)中加入IH-四氮唑或其它輔助試劑，或其它催化劑，該反應(yīng)開始階段充入惰性氣體，待加入1，2- 二脂肪醚甘油-3-醇，反應(yīng)完全之后，撤去惰性氣體保護(hù)，加入氧化劑，該反應(yīng)所用氧化劑選自空氣、氧氣、雙氧水、過氧叔丁醇、過氧乙酸或過氧苯甲酸。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的合成方法，其特征在于，所述的惰性氣體為氮?dú)饣驓鍤狻?br> 7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的合成方法，其特征在于，所述的氧化劑為氧氣、雙氧水或過氧叔丁醇。
8.權(quán)利要求1所述的5’-氨基-2’，5’ -雙脫氧核苷磷脂分子在制備具有超分子結(jié)構(gòu)的物質(zhì)中的應(yīng)用。
9.由權(quán)利要求1所述的5’-氨基-2’，5’ -雙脫氧核苷磷脂分子所形成的具有超分子結(jié)構(gòu)的物質(zhì)，該超分子結(jié)構(gòu)包 括纖維狀結(jié)構(gòu)、多層膜狀結(jié)構(gòu)、脂質(zhì)體狀結(jié)構(gòu)和水凝膠。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種5’-氨基-2’,5’-雙脫氧核苷酸磷脂分子及其制備方法和應(yīng)用。本發(fā)明的一種5’-氨基-2’,5’-雙脫氧核苷酸磷脂分子具有如式(I)所示的兩親性結(jié)構(gòu)，即以5’-氨基-2’,5’-雙脫氧核苷為親水性頭部，通過磷酸鍵連接甘油脂肪醚為疏水性的尾部，形成一個兩親性分子。其中Base基團(tuán)為常見的天然嘌呤和嘧啶堿基，R基團(tuán)為飽和或不飽和的脂肪族碳鏈。這種雙脫氧核苷酸磷脂分子在水相溶劑可以形成多種超分子結(jié)構(gòu)，包括多層膜狀結(jié)構(gòu)，脂質(zhì)體結(jié)構(gòu)、纖維狀結(jié)構(gòu)及水凝膠等，有潛力成為凝聚、誘捕、承載、運(yùn)載核酸類藥物，或者介導(dǎo)核酸類藥物跨膜的高效生物材料。
文檔編號C07H19/10GK103232510SQ20121048472
公開日2013年8月7日 申請日期2012年11月23日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月23日
發(fā)明者楊振軍, 潘德林, 關(guān)注, 張禮和 申請人:北京大學(xué)