CN107530440A - 可降解硫醇‑烯聚合物及其制备方法 - Google Patents
可降解硫醇‑烯聚合物及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN107530440A CN107530440A CN201680019900.8A CN201680019900A CN107530440A CN 107530440 A CN107530440 A CN 107530440A CN 201680019900 A CN201680019900 A CN 201680019900A CN 107530440 A CN107530440 A CN 107530440A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- poly
- polypeptide
- compound
- mercaptan
- alkene
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- -1 mercaptan alkene Chemical class 0.000 title claims abstract description 305
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 title claims abstract description 111
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title description 2
- 108090000765 processed proteins & peptides Proteins 0.000 claims abstract description 482
- 102000004196 processed proteins & peptides Human genes 0.000 claims abstract description 315
- 229920001184 polypeptide Polymers 0.000 claims abstract description 314
- 125000003396 thiol group Chemical group [H]S* 0.000 claims abstract description 214
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 167
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 163
- 150000001336 alkenes Chemical class 0.000 claims abstract description 112
- 150000003254 radicals Chemical class 0.000 claims abstract description 97
- 239000000017 hydrogel Substances 0.000 claims abstract description 68
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 claims abstract description 56
- FFFHZYDWPBMWHY-VKHMYHEASA-N L-homocysteine Chemical group OC(=O)[C@@H](N)CCS FFFHZYDWPBMWHY-VKHMYHEASA-N 0.000 claims abstract description 41
- 235000018102 proteins Nutrition 0.000 claims abstract description 40
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 claims abstract description 40
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 claims abstract description 40
- DJQYYYCQOZMCRC-UHFFFAOYSA-N 2-aminopropane-1,3-dithiol Chemical group SCC(N)CS DJQYYYCQOZMCRC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 237
- 125000003342 alkenyl group Chemical group 0.000 claims description 201
- 229920001223 polyethylene glycol Polymers 0.000 claims description 172
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 claims description 150
- 108020004707 nucleic acids Proteins 0.000 claims description 134
- 150000007523 nucleic acids Chemical class 0.000 claims description 134
- 102000039446 nucleic acids Human genes 0.000 claims description 134
- LSDPWZHWYPCBBB-UHFFFAOYSA-N Methanethiol Chemical group SC LSDPWZHWYPCBBB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 109
- 125000000325 methylidene group Chemical group [H]C([H])=* 0.000 claims description 84
- 238000012986 modification Methods 0.000 claims description 83
- 230000004048 modification Effects 0.000 claims description 83
- 229920002451 polyvinyl alcohol Polymers 0.000 claims description 82
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 79
- 235000001014 amino acid Nutrition 0.000 claims description 79
- 125000000539 amino acid group Chemical group 0.000 claims description 79
- 229920000747 poly(lactic acid) Polymers 0.000 claims description 79
- 150000001413 amino acids Chemical class 0.000 claims description 77
- IAYPIBMASNFSPL-UHFFFAOYSA-N Ethylene oxide Chemical compound C1CO1 IAYPIBMASNFSPL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 76
- ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N Propane Chemical compound CCC ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 74
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 61
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 57
- 230000001404 mediated effect Effects 0.000 claims description 48
- 125000002924 primary amino group Chemical group [H]N([H])* 0.000 claims description 48
- 150000001720 carbohydrates Chemical class 0.000 claims description 47
- 235000014633 carbohydrates Nutrition 0.000 claims description 47
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 claims description 45
- 229920000307 polymer substrate Polymers 0.000 claims description 45
- 239000003999 initiator Substances 0.000 claims description 40
- 239000004425 Makrolon Substances 0.000 claims description 39
- 208000034530 PLAA-associated neurodevelopmental disease Diseases 0.000 claims description 39
- 229920000615 alginic acid Polymers 0.000 claims description 39
- 235000010443 alginic acid Nutrition 0.000 claims description 39
- 229920000515 polycarbonate Polymers 0.000 claims description 39
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 claims description 39
- 239000004576 sand Substances 0.000 claims description 39
- SQDAZGGFXASXDW-UHFFFAOYSA-N 5-bromo-2-(trifluoromethoxy)pyridine Chemical compound FC(F)(F)OC1=CC=C(Br)C=N1 SQDAZGGFXASXDW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 38
- 229920002134 Carboxymethyl cellulose Polymers 0.000 claims description 38
- 229920001287 Chondroitin sulfate Polymers 0.000 claims description 38
- 239000001768 carboxy methyl cellulose Substances 0.000 claims description 38
- 235000010948 carboxy methyl cellulose Nutrition 0.000 claims description 38
- 239000008112 carboxymethyl-cellulose Substances 0.000 claims description 38
- 229940059329 chondroitin sulfate Drugs 0.000 claims description 38
- 229920001282 polysaccharide Polymers 0.000 claims description 38
- 239000005017 polysaccharide Substances 0.000 claims description 38
- HTTJABKRGRZYRN-UHFFFAOYSA-N Heparin Chemical compound OC1C(NC(=O)C)C(O)OC(COS(O)(=O)=O)C1OC1C(OS(O)(=O)=O)C(O)C(OC2C(C(OS(O)(=O)=O)C(OC3C(C(O)C(O)C(O3)C(O)=O)OS(O)(=O)=O)C(CO)O2)NS(O)(=O)=O)C(C(O)=O)O1 HTTJABKRGRZYRN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 37
- 229920002732 Polyanhydride Polymers 0.000 claims description 37
- 229920000669 heparin Polymers 0.000 claims description 37
- 229960002897 heparin Drugs 0.000 claims description 37
- 150000002576 ketones Chemical class 0.000 claims description 37
- 239000001294 propane Substances 0.000 claims description 37
- 229920002971 Heparan sulfate Polymers 0.000 claims description 36
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 36
- WHNWPMSKXPGLAX-UHFFFAOYSA-N N-Vinyl-2-pyrrolidone Chemical compound C=CN1CCCC1=O WHNWPMSKXPGLAX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 35
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims description 35
- 150000001732 carboxylic acid derivatives Chemical class 0.000 claims description 34
- 229920013821 hydroxy alkyl cellulose Polymers 0.000 claims description 33
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 claims description 33
- NYEZZYQZRQDLEH-UHFFFAOYSA-N 2-ethyl-4,5-dihydro-1,3-oxazole Chemical class CCC1=NCCO1 NYEZZYQZRQDLEH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 32
- 229920001400 block copolymer Polymers 0.000 claims description 30
- 239000005864 Sulphur Substances 0.000 claims description 29
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 27
- 150000001721 carbon Chemical group 0.000 claims description 27
- 150000008117 polysulfides Polymers 0.000 claims description 27
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 claims description 26
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 24
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 claims description 24
- 102000015696 Interleukins Human genes 0.000 claims description 23
- 108010063738 Interleukins Proteins 0.000 claims description 23
- 239000003102 growth factor Substances 0.000 claims description 23
- 101710172711 Structural protein Proteins 0.000 claims description 21
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims description 21
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 claims description 21
- 239000000178 monomer Substances 0.000 claims description 19
- 125000000151 cysteine group Chemical group N[C@@H](CS)C(=O)* 0.000 claims description 18
- 108091005804 Peptidases Proteins 0.000 claims description 17
- 239000004365 Protease Substances 0.000 claims description 17
- 239000003814 drug Substances 0.000 claims description 17
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 claims description 16
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 claims description 16
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 15
- 108010075254 C-Peptide Proteins 0.000 claims description 14
- SMWDFEZZVXVKRB-UHFFFAOYSA-N Quinoline Chemical compound N1=CC=CC2=CC=CC=C21 SMWDFEZZVXVKRB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 claims description 14
- 150000003568 thioethers Chemical class 0.000 claims description 14
- 239000000376 reactant Substances 0.000 claims description 12
- 125000003277 amino group Chemical group 0.000 claims description 11
- 238000012856 packing Methods 0.000 claims description 11
- YBJHBAHKTGYVGT-ZKWXMUAHSA-N (+)-Biotin Chemical compound N1C(=O)N[C@@H]2[C@H](CCCCC(=O)O)SC[C@@H]21 YBJHBAHKTGYVGT-ZKWXMUAHSA-N 0.000 claims description 10
- 230000006378 damage Effects 0.000 claims description 10
- TUMGFDAVJXBHMU-UHFFFAOYSA-N 2-amino-5-sulfanylpentanoic acid Chemical group OC(=O)C(N)CCCS TUMGFDAVJXBHMU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 239000002202 Polyethylene glycol Substances 0.000 claims description 9
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims description 9
- 125000001997 phenyl group Chemical group [H]C1=C([H])C([H])=C(*)C([H])=C1[H] 0.000 claims description 9
- 230000002255 enzymatic effect Effects 0.000 claims description 8
- 239000007850 fluorescent dye Substances 0.000 claims description 8
- 238000001215 fluorescent labelling Methods 0.000 claims description 8
- 125000003588 lysine group Chemical group [H]N([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])(N([H])[H])C(*)=O 0.000 claims description 8
- 229920001021 polysulfide Polymers 0.000 claims description 8
- 239000005077 polysulfide Substances 0.000 claims description 8
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N acetone Substances CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 239000003905 agrochemical Substances 0.000 claims description 7
- 239000004305 biphenyl Substances 0.000 claims description 7
- 235000010290 biphenyl Nutrition 0.000 claims description 7
- 229940047122 interleukins Drugs 0.000 claims description 7
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 claims description 7
- 150000002916 oxazoles Chemical class 0.000 claims description 7
- ZUOUZKKEUPVFJK-UHFFFAOYSA-N phenylbenzene Natural products C1=CC=CC=C1C1=CC=CC=C1 ZUOUZKKEUPVFJK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N Benzene Chemical compound C1=CC=CC=C1 UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 150000002632 lipids Chemical class 0.000 claims description 6
- 229940126586 small molecule drug Drugs 0.000 claims description 6
- 239000003053 toxin Substances 0.000 claims description 6
- 231100000765 toxin Toxicity 0.000 claims description 6
- 229960002685 biotin Drugs 0.000 claims description 5
- 235000020958 biotin Nutrition 0.000 claims description 5
- 239000011616 biotin Substances 0.000 claims description 5
- 230000005284 excitation Effects 0.000 claims description 5
- 210000004185 liver Anatomy 0.000 claims description 5
- 230000008439 repair process Effects 0.000 claims description 5
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 125000003158 alcohol group Chemical group 0.000 claims description 4
- 230000007547 defect Effects 0.000 claims description 4
- 239000005556 hormone Substances 0.000 claims description 4
- 229940088597 hormone Drugs 0.000 claims description 4
- 102000004127 Cytokines Human genes 0.000 claims description 3
- 108090000695 Cytokines Proteins 0.000 claims description 3
- HZWXJJCSDBQVLF-UHFFFAOYSA-N acetoxysulfonic acid Chemical compound CC(=O)OS(O)(=O)=O HZWXJJCSDBQVLF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 125000003178 carboxy group Chemical group [H]OC(*)=O 0.000 claims description 3
- 201000010099 disease Diseases 0.000 claims description 3
- 208000037265 diseases, disorders, signs and symptoms Diseases 0.000 claims description 3
- 125000001360 methionine group Chemical group N[C@@H](CCSC)C(=O)* 0.000 claims description 3
- 230000036961 partial effect Effects 0.000 claims description 3
- 230000001568 sexual effect Effects 0.000 claims description 3
- 125000004646 sulfenyl group Chemical group S(*)* 0.000 claims description 3
- ZBACTHSMBOHPPY-UHFFFAOYSA-N C1(=CC=CC=C1)C=1C(=C(C(=O)P(O)O)C(=CC1C)C)C Chemical compound C1(=CC=CC=C1)C=1C(=C(C(=O)P(O)O)C(=CC1C)C)C ZBACTHSMBOHPPY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 150000008065 acid anhydrides Chemical class 0.000 claims description 2
- 230000001172 regenerating effect Effects 0.000 claims description 2
- 150000004676 glycans Chemical class 0.000 claims 15
- 229920001606 poly(lactic acid-co-glycolic acid) Polymers 0.000 claims 15
- 229920000891 common polymer Polymers 0.000 claims 4
- 238000005034 decoration Methods 0.000 claims 4
- HNJBEVLQSNELDL-UHFFFAOYSA-N pyrrolidin-2-one Chemical compound O=C1CCCN1 HNJBEVLQSNELDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 4
- 102100037486 Reverse transcriptase/ribonuclease H Human genes 0.000 claims 2
- 125000004356 hydroxy functional group Chemical group O* 0.000 claims 2
- GJCOSYZMQJWQCA-UHFFFAOYSA-N 9H-xanthene Chemical compound C1=CC=C2CC3=CC=CC=C3OC2=C1 GJCOSYZMQJWQCA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- FRYDSOYOHWGSMD-UHFFFAOYSA-N [C].O Chemical compound [C].O FRYDSOYOHWGSMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 125000002057 carboxymethyl group Chemical group [H]OC(=O)C([H])([H])[*] 0.000 claims 1
- 229920001285 xanthan gum Polymers 0.000 claims 1
- 150000001345 alkine derivatives Chemical class 0.000 abstract description 31
- OXBLVCZKDOZZOJ-UHFFFAOYSA-N 2,3-Dihydrothiophene Chemical compound C1CC=CS1 OXBLVCZKDOZZOJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 22
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 10
- 239000012620 biological material Substances 0.000 abstract description 9
- JRZJOMJEPLMPRA-UHFFFAOYSA-N olefin Natural products CCCCCCCC=C JRZJOMJEPLMPRA-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 8
- 230000001960 triggered effect Effects 0.000 abstract description 3
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 abstract 2
- 239000002131 composite material Substances 0.000 abstract 1
- ZQTYQMYDIHMKQB-UHFFFAOYSA-N exo-norborneol Chemical compound C1CC2C(O)CC1C2 ZQTYQMYDIHMKQB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 110
- 229940024606 amino acid Drugs 0.000 description 64
- 150000001408 amides Chemical group 0.000 description 55
- 230000000670 limiting effect Effects 0.000 description 53
- 125000000391 vinyl group Chemical group [H]C([*])=C([H])[H] 0.000 description 44
- QYKIQEUNHZKYBP-UHFFFAOYSA-N Vinyl ether Chemical class C=COC=C QYKIQEUNHZKYBP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 42
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 41
- 229920001567 vinyl ester resin Polymers 0.000 description 41
- ATVJXMYDOSMEPO-UHFFFAOYSA-N 3-prop-2-enoxyprop-1-ene Chemical compound C=CCOCC=C ATVJXMYDOSMEPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 38
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-M Acrylate Chemical compound [O-]C(=O)C=C NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 38
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 35
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 35
- PVVTWNMXEHROIA-UHFFFAOYSA-N 2-(3-hydroxypropyl)-1h-quinazolin-4-one Chemical compound C1=CC=C2NC(CCCO)=NC(=O)C2=C1 PVVTWNMXEHROIA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 32
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 32
- CERQOIWHTDAKMF-UHFFFAOYSA-M Methacrylate Chemical compound CC(=C)C([O-])=O CERQOIWHTDAKMF-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 30
- 125000002009 alkene group Chemical group 0.000 description 29
- 102000002274 Matrix Metalloproteinases Human genes 0.000 description 27
- 108010000684 Matrix Metalloproteinases Proteins 0.000 description 27
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 description 26
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 description 26
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 description 26
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 26
- 102100037362 Fibronectin Human genes 0.000 description 23
- 150000004804 polysaccharides Chemical class 0.000 description 23
- 125000003545 alkoxy group Chemical group 0.000 description 22
- 125000001424 substituent group Chemical group 0.000 description 20
- 229960002433 cysteine Drugs 0.000 description 17
- 150000001335 aliphatic alkanes Chemical class 0.000 description 16
- XUJNEKJLAYXESH-UHFFFAOYSA-N cysteine Natural products SCC(N)C(O)=O XUJNEKJLAYXESH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 16
- 235000018417 cysteine Nutrition 0.000 description 16
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 15
- XUJNEKJLAYXESH-REOHCLBHSA-N L-Cysteine Chemical compound SC[C@H](N)C(O)=O XUJNEKJLAYXESH-REOHCLBHSA-N 0.000 description 15
- 102000035195 Peptidases Human genes 0.000 description 15
- 238000001212 derivatisation Methods 0.000 description 15
- 229940088598 enzyme Drugs 0.000 description 15
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 15
- 125000005647 linker group Chemical group 0.000 description 15
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 15
- 108010088842 Fibrinolysin Proteins 0.000 description 14
- 229940001501 fibrinolysin Drugs 0.000 description 14
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 14
- 108010035532 Collagen Proteins 0.000 description 13
- 102000008186 Collagen Human genes 0.000 description 13
- 108010067306 Fibronectins Proteins 0.000 description 13
- 229920001436 collagen Polymers 0.000 description 13
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 13
- 108010073385 Fibrin Proteins 0.000 description 12
- 102000009123 Fibrin Human genes 0.000 description 12
- BWGVNKXGVNDBDI-UHFFFAOYSA-N Fibrin monomer Chemical compound CNC(=O)CNC(=O)CN BWGVNKXGVNDBDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 108010085895 Laminin Proteins 0.000 description 12
- 102000007547 Laminin Human genes 0.000 description 12
- 125000002619 bicyclic group Chemical group 0.000 description 12
- 229950003499 fibrin Drugs 0.000 description 12
- 125000004043 oxo group Chemical group O=* 0.000 description 12
- 108010049003 Fibrinogen Proteins 0.000 description 11
- 102000008946 Fibrinogen Human genes 0.000 description 11
- 229940012952 fibrinogen Drugs 0.000 description 11
- 102000007469 Actins Human genes 0.000 description 10
- 108010085238 Actins Proteins 0.000 description 10
- 108090000715 Brain-derived neurotrophic factor Proteins 0.000 description 10
- 102000004219 Brain-derived neurotrophic factor Human genes 0.000 description 10
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N Diethyl ether Chemical compound CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 108091010837 Glial cell line-derived neurotrophic factor Proteins 0.000 description 10
- 102000034615 Glial cell line-derived neurotrophic factor Human genes 0.000 description 10
- 102100039619 Granulocyte colony-stimulating factor Human genes 0.000 description 10
- 108010017213 Granulocyte-Macrophage Colony-Stimulating Factor Proteins 0.000 description 10
- 102100039620 Granulocyte-macrophage colony-stimulating factor Human genes 0.000 description 10
- 102100031000 Hepatoma-derived growth factor Human genes 0.000 description 10
- 101000746367 Homo sapiens Granulocyte colony-stimulating factor Proteins 0.000 description 10
- 108010025020 Nerve Growth Factor Proteins 0.000 description 10
- 230000008859 change Effects 0.000 description 10
- 125000005677 ethinylene group Chemical group [*:2]C#C[*:1] 0.000 description 10
- 108010052188 hepatoma-derived growth factor Proteins 0.000 description 10
- 210000001519 tissue Anatomy 0.000 description 10
- 229920002554 vinyl polymer Polymers 0.000 description 10
- 125000003368 amide group Chemical group 0.000 description 9
- UYMKPFRHYYNDTL-UHFFFAOYSA-N ethenamine Chemical compound NC=C UYMKPFRHYYNDTL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 description 9
- 238000010348 incorporation Methods 0.000 description 9
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 9
- 125000005397 methacrylic acid ester group Chemical group 0.000 description 9
- 230000006870 function Effects 0.000 description 8
- 125000005842 heteroatom Chemical group 0.000 description 8
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 8
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 150000001576 beta-amino acids Chemical group 0.000 description 7
- ZKJNETINGMOHJG-GGWOSOGESA-N (e)-1-[(e)-prop-1-enoxy]prop-1-ene Chemical compound C\C=C\O\C=C\C ZKJNETINGMOHJG-GGWOSOGESA-N 0.000 description 6
- 108010076876 Keratins Proteins 0.000 description 6
- 102000011782 Keratins Human genes 0.000 description 6
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 description 6
- 125000002915 carbonyl group Chemical group [*:2]C([*:1])=O 0.000 description 6
- MURGITYSBWUQTI-UHFFFAOYSA-N fluorescin Chemical compound OC(=O)C1=CC=CC=C1C1C2=CC=C(O)C=C2OC2=CC(O)=CC=C21 MURGITYSBWUQTI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 230000004927 fusion Effects 0.000 description 6
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 6
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 6
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 6
- 229910001868 water Inorganic materials 0.000 description 6
- 125000002252 acyl group Chemical group 0.000 description 5
- 230000000975 bioactive effect Effects 0.000 description 5
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 5
- 235000013601 eggs Nutrition 0.000 description 5
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 5
- 239000000047 product Substances 0.000 description 5
- 238000000518 rheometry Methods 0.000 description 5
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 5
- 238000006177 thiolation reaction Methods 0.000 description 5
- DWNBOPVKNPVNQG-LURJTMIESA-N (2s)-4-hydroxy-2-(propylamino)butanoic acid Chemical compound CCCN[C@H](C(O)=O)CCO DWNBOPVKNPVNQG-LURJTMIESA-N 0.000 description 4
- DSSYKIVIOFKYAU-XCBNKYQSSA-N (R)-camphor Chemical compound C1C[C@@]2(C)C(=O)C[C@@H]1C2(C)C DSSYKIVIOFKYAU-XCBNKYQSSA-N 0.000 description 4
- 125000001494 2-propynyl group Chemical group [H]C#CC([H])([H])* 0.000 description 4
- 108010088751 Albumins Proteins 0.000 description 4
- 102000009027 Albumins Human genes 0.000 description 4
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 108010007726 Bone Morphogenetic Proteins Proteins 0.000 description 4
- 102000007350 Bone Morphogenetic Proteins Human genes 0.000 description 4
- VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N Ethene Chemical compound C=C VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 108010010803 Gelatin Proteins 0.000 description 4
- BAPJBEWLBFYGME-UHFFFAOYSA-N Methyl acrylate Chemical compound COC(=O)C=C BAPJBEWLBFYGME-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N acrylic acid group Chemical group C(C=C)(=O)O NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229940112869 bone morphogenetic protein Drugs 0.000 description 4
- 229960000846 camphor Drugs 0.000 description 4
- 239000003431 cross linking reagent Substances 0.000 description 4
- 229920006237 degradable polymer Polymers 0.000 description 4
- 229940079593 drug Drugs 0.000 description 4
- 238000007306 functionalization reaction Methods 0.000 description 4
- 239000008273 gelatin Substances 0.000 description 4
- 229920000159 gelatin Polymers 0.000 description 4
- 235000019322 gelatine Nutrition 0.000 description 4
- 235000011852 gelatine desserts Nutrition 0.000 description 4
- 125000002768 hydroxyalkyl group Chemical group 0.000 description 4
- 150000003949 imides Chemical class 0.000 description 4
- 125000001841 imino group Chemical group [H]N=* 0.000 description 4
- JVTAAEKCZFNVCJ-UHFFFAOYSA-N lactic acid Chemical compound CC(O)C(O)=O JVTAAEKCZFNVCJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 150000002596 lactones Chemical class 0.000 description 4
- SNVLJLYUUXKWOJ-UHFFFAOYSA-N methylidenecarbene Chemical compound C=[C] SNVLJLYUUXKWOJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 125000002950 monocyclic group Chemical group 0.000 description 4
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 4
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 4
- KIUKXJAPPMFGSW-DNGZLQJQSA-N (2S,3S,4S,5R,6R)-6-[(2S,3R,4R,5S,6R)-3-Acetamido-2-[(2S,3S,4R,5R,6R)-6-[(2R,3R,4R,5S,6R)-3-acetamido-2,5-dihydroxy-6-(hydroxymethyl)oxan-4-yl]oxy-2-carboxy-4,5-dihydroxyoxan-3-yl]oxy-5-hydroxy-6-(hydroxymethyl)oxan-4-yl]oxy-3,4,5-trihydroxyoxane-2-carboxylic acid Chemical compound CC(=O)N[C@H]1[C@H](O)O[C@H](CO)[C@@H](O)[C@@H]1O[C@H]1[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O[C@H]2[C@@H]([C@@H](O[C@H]3[C@@H]([C@@H](O)[C@H](O)[C@H](O3)C(O)=O)O)[C@H](O)[C@@H](CO)O2)NC(C)=O)[C@@H](C(O)=O)O1 KIUKXJAPPMFGSW-DNGZLQJQSA-N 0.000 description 3
- 101710186708 Agglutinin Proteins 0.000 description 3
- 108091023037 Aptamer Proteins 0.000 description 3
- 229920001917 Ficoll Polymers 0.000 description 3
- 229920001503 Glucan Polymers 0.000 description 3
- 108010043121 Green Fluorescent Proteins Proteins 0.000 description 3
- 102000004144 Green Fluorescent Proteins Human genes 0.000 description 3
- 101710146024 Horcolin Proteins 0.000 description 3
- 229920000663 Hydroxyethyl cellulose Polymers 0.000 description 3
- 239000004354 Hydroxyethyl cellulose Substances 0.000 description 3
- LEVWYRKDKASIDU-IMJSIDKUSA-N L-cystine Chemical compound [O-]C(=O)[C@@H]([NH3+])CSSC[C@H]([NH3+])C([O-])=O LEVWYRKDKASIDU-IMJSIDKUSA-N 0.000 description 3
- 101710189395 Lectin Proteins 0.000 description 3
- 101710179758 Mannose-specific lectin Proteins 0.000 description 3
- 101710150763 Mannose-specific lectin 1 Proteins 0.000 description 3
- 101710150745 Mannose-specific lectin 2 Proteins 0.000 description 3
- 108091034117 Oligonucleotide Proteins 0.000 description 3
- 108010058846 Ovalbumin Proteins 0.000 description 3
- RVGRUAULSDPKGF-UHFFFAOYSA-N Poloxamer Chemical compound C1CO1.CC1CO1 RVGRUAULSDPKGF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 102000004389 Ribonucleoproteins Human genes 0.000 description 3
- 108010081734 Ribonucleoproteins Proteins 0.000 description 3
- 108010031318 Vitronectin Proteins 0.000 description 3
- 102100035140 Vitronectin Human genes 0.000 description 3
- JLCPHMBAVCMARE-UHFFFAOYSA-N [3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[5-(2-amino-6-oxo-1H-purin-9-yl)-3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[5-(2-amino-6-oxo-1H-purin-9-yl)-3-[[5-(2-amino-6-oxo-1H-purin-9-yl)-3-hydroxyoxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxyoxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(5-methyl-2,4-dioxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(6-aminopurin-9-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(6-aminopurin-9-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(6-aminopurin-9-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(6-aminopurin-9-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxyoxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(5-methyl-2,4-dioxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(4-amino-2-oxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(5-methyl-2,4-dioxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(5-methyl-2,4-dioxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(6-aminopurin-9-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(6-aminopurin-9-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(4-amino-2-oxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(4-amino-2-oxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(4-amino-2-oxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(6-aminopurin-9-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(4-amino-2-oxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methyl [5-(6-aminopurin-9-yl)-2-(hydroxymethyl)oxolan-3-yl] hydrogen phosphate Polymers Cc1cn(C2CC(OP(O)(=O)OCC3OC(CC3OP(O)(=O)OCC3OC(CC3O)n3cnc4c3nc(N)[nH]c4=O)n3cnc4c3nc(N)[nH]c4=O)C(COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3CO)n3cnc4c(N)ncnc34)n3ccc(N)nc3=O)n3cnc4c(N)ncnc34)n3ccc(N)nc3=O)n3ccc(N)nc3=O)n3ccc(N)nc3=O)n3cnc4c(N)ncnc34)n3cnc4c(N)ncnc34)n3cc(C)c(=O)[nH]c3=O)n3cc(C)c(=O)[nH]c3=O)n3ccc(N)nc3=O)n3cc(C)c(=O)[nH]c3=O)n3cnc4c3nc(N)[nH]c4=O)n3cnc4c(N)ncnc34)n3cnc4c(N)ncnc34)n3cnc4c(N)ncnc34)n3cnc4c(N)ncnc34)O2)c(=O)[nH]c1=O JLCPHMBAVCMARE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000007801 affinity label Substances 0.000 description 3
- 239000000910 agglutinin Substances 0.000 description 3
- 239000012736 aqueous medium Substances 0.000 description 3
- 229920001222 biopolymer Polymers 0.000 description 3
- 210000000234 capsid Anatomy 0.000 description 3
- 239000000975 dye Substances 0.000 description 3
- FKRCODPIKNYEAC-UHFFFAOYSA-N ethyl propionate Chemical compound CCOC(=O)CC FKRCODPIKNYEAC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 3
- 239000005090 green fluorescent protein Substances 0.000 description 3
- KIWQWJKWBHZMDT-UHFFFAOYSA-N homocysteine thiolactone Chemical compound NC1CCSC1=O KIWQWJKWBHZMDT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229920002674 hyaluronan Polymers 0.000 description 3
- 229960003160 hyaluronic acid Drugs 0.000 description 3
- 235000019447 hydroxyethyl cellulose Nutrition 0.000 description 3
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 3
- 229940092253 ovalbumin Drugs 0.000 description 3
- 230000016446 peptide cross-linking Effects 0.000 description 3
- 230000003285 pharmacodynamic effect Effects 0.000 description 3
- 229920001983 poloxamer Polymers 0.000 description 3
- 229960000502 poloxamer Drugs 0.000 description 3
- 108091033319 polynucleotide Proteins 0.000 description 3
- 102000040430 polynucleotide Human genes 0.000 description 3
- 239000002157 polynucleotide Substances 0.000 description 3
- 108010005636 polypeptide C Proteins 0.000 description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N propylene Natural products CC=C QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 125000004805 propylene group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([*:1])C([H])([H])[*:2] 0.000 description 3
- UORVCLMRJXCDCP-UHFFFAOYSA-M propynoate Chemical compound [O-]C(=O)C#C UORVCLMRJXCDCP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 238000007348 radical reaction Methods 0.000 description 3
- 238000007086 side reaction Methods 0.000 description 3
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 3
- 150000005846 sugar alcohols Polymers 0.000 description 3
- 230000003612 virological effect Effects 0.000 description 3
- 230000010148 water-pollination Effects 0.000 description 3
- DTGKSKDOIYIVQL-WEDXCCLWSA-N (+)-borneol Chemical compound C1C[C@@]2(C)[C@@H](O)C[C@@H]1C2(C)C DTGKSKDOIYIVQL-WEDXCCLWSA-N 0.000 description 2
- REPVLJRCJUVQFA-UHFFFAOYSA-N (-)-isopinocampheol Natural products C1C(O)C(C)C2C(C)(C)C1C2 REPVLJRCJUVQFA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- WUCIYVMCMFJSLJ-LHEWISCISA-N (2S)-2-amino-2-(9H-fluoren-9-ylmethoxycarbonyl)-5-tritylsulfanylpentanoic acid Chemical compound C(=O)(OCC1C2=CC=CC=C2C2=CC=CC=C12)[C@@](C(=O)O)(CCCSC(C1=CC=CC=C1)(C1=CC=CC=C1)C1=CC=CC=C1)N WUCIYVMCMFJSLJ-LHEWISCISA-N 0.000 description 2
- GOJUJUVQIVIZAV-UHFFFAOYSA-N 2-amino-4,6-dichloropyrimidine-5-carbaldehyde Chemical group NC1=NC(Cl)=C(C=O)C(Cl)=N1 GOJUJUVQIVIZAV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 125000003903 2-propenyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])=C([H])[H] 0.000 description 2
- QCVGEOXPDFCNHA-UHFFFAOYSA-N 5,5-dimethyl-2,4-dioxo-1,3-oxazolidine-3-carboxamide Chemical compound CC1(C)OC(=O)N(C(N)=O)C1=O QCVGEOXPDFCNHA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KXDHJXZQYSOELW-UHFFFAOYSA-M Carbamate Chemical compound NC([O-])=O KXDHJXZQYSOELW-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 108010000912 Egg Proteins Proteins 0.000 description 2
- 102000002322 Egg Proteins Human genes 0.000 description 2
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 2
- 239000005977 Ethylene Substances 0.000 description 2
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N Ethylene glycol Chemical compound OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KDXKERNSBIXSRK-UHFFFAOYSA-N Lysine Natural products NCCCCC(N)C(O)=O KDXKERNSBIXSRK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004472 Lysine Substances 0.000 description 2
- 102000005741 Metalloproteases Human genes 0.000 description 2
- 108010006035 Metalloproteases Proteins 0.000 description 2
- 241001465754 Metazoa Species 0.000 description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 125000002777 acetyl group Chemical group [H]C([H])([H])C(*)=O 0.000 description 2
- 125000002355 alkine group Chemical group 0.000 description 2
- 125000002947 alkylene group Chemical group 0.000 description 2
- 238000005915 ammonolysis reaction Methods 0.000 description 2
- 125000004429 atom Chemical group 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 2
- 229920000249 biocompatible polymer Polymers 0.000 description 2
- 229940116229 borneol Drugs 0.000 description 2
- CKDOCTFBFTVPSN-UHFFFAOYSA-N borneol Natural products C1CC2(C)C(C)CC1C2(C)C CKDOCTFBFTVPSN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002775 capsule Substances 0.000 description 2
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 2
- 235000005911 diet Nutrition 0.000 description 2
- VHJLVAABSRFDPM-QWWZWVQMSA-N dithiothreitol Chemical compound SC[C@@H](O)[C@H](O)CS VHJLVAABSRFDPM-QWWZWVQMSA-N 0.000 description 2
- DTGKSKDOIYIVQL-UHFFFAOYSA-N dl-isoborneol Natural products C1CC2(C)C(O)CC1C2(C)C DTGKSKDOIYIVQL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 235000014103 egg white Nutrition 0.000 description 2
- 210000000969 egg white Anatomy 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 description 2
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 2
- 235000003642 hunger Nutrition 0.000 description 2
- 238000001727 in vivo Methods 0.000 description 2
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 description 2
- 239000004310 lactic acid Substances 0.000 description 2
- 235000014655 lactic acid Nutrition 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 2
- 230000003278 mimic effect Effects 0.000 description 2
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 2
- 229960005222 phenazone Drugs 0.000 description 2
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000006303 photolysis reaction Methods 0.000 description 2
- UORVCLMRJXCDCP-UHFFFAOYSA-N propynoic acid Chemical compound OC(=O)C#C UORVCLMRJXCDCP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 description 2
- 230000028327 secretion Effects 0.000 description 2
- 238000002415 sodium dodecyl sulfate polyacrylamide gel electrophoresis Methods 0.000 description 2
- 210000000130 stem cell Anatomy 0.000 description 2
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 2
- 230000001225 therapeutic effect Effects 0.000 description 2
- 150000003573 thiols Chemical class 0.000 description 2
- NQPDZGIKBAWPEJ-UHFFFAOYSA-N valeric acid Chemical compound CCCCC(O)=O NQPDZGIKBAWPEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000029663 wound healing Effects 0.000 description 2
- 125000003088 (fluoren-9-ylmethoxy)carbonyl group Chemical group 0.000 description 1
- CDKUYUULLQLNFF-UHFFFAOYSA-N 1,3,5-trimethyl-2-phenylbenzene Chemical class CC1=CC(C)=CC(C)=C1C1=CC=CC=C1 CDKUYUULLQLNFF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NMUODCBJAGLJEK-UHFFFAOYSA-N 1,7,7-trimethylbicyclo[2.2.1]hept-5-ene-2-carboxylic acid Chemical class C1C(C(O)=O)C2(C)C=CC1C2(C)C NMUODCBJAGLJEK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DKIDEFUBRARXTE-UHFFFAOYSA-N 3-mercaptopropanoic acid Chemical class OC(=O)CCS DKIDEFUBRARXTE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KUKRLSJNTMLPPK-UHFFFAOYSA-N 4,7,7-trimethylbicyclo[2.2.1]hept-2-ene Chemical group C1CC2(C)C=CC1C2(C)C KUKRLSJNTMLPPK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FAYOCELKCDKZCA-UHFFFAOYSA-N 5-hydroxy-2,4-dimethylthiophen-3-one Chemical compound CC1SC(O)=C(C)C1=O FAYOCELKCDKZCA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000035502 ADME Effects 0.000 description 1
- HRPVXLWXLXDGHG-UHFFFAOYSA-N Acrylamide Chemical compound NC(=O)C=C HRPVXLWXLXDGHG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 102100024506 Bone morphogenetic protein 2 Human genes 0.000 description 1
- GLVKGYRREXOCIB-UHFFFAOYSA-N Bornylene Natural products CC1CCC(C(C)(C)C)C=C1 GLVKGYRREXOCIB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FERIUCNNQQJTOY-UHFFFAOYSA-N Butyric acid Natural products CCCC(O)=O FERIUCNNQQJTOY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920002567 Chondroitin Polymers 0.000 description 1
- 229920000832 Cutin Polymers 0.000 description 1
- HMFHBZSHGGEWLO-SOOFDHNKSA-N D-ribofuranose Chemical compound OC[C@H]1OC(O)[C@H](O)[C@@H]1O HMFHBZSHGGEWLO-SOOFDHNKSA-N 0.000 description 1
- 206010048768 Dermatosis Diseases 0.000 description 1
- 102000010834 Extracellular Matrix Proteins Human genes 0.000 description 1
- 108010037362 Extracellular Matrix Proteins Proteins 0.000 description 1
- 102000006395 Globulins Human genes 0.000 description 1
- 108010044091 Globulins Proteins 0.000 description 1
- UXMQORVHJMUQFD-UHFFFAOYSA-N Heptanophenone Chemical compound CCCCCCC(=O)C1=CC=CC=C1 UXMQORVHJMUQFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000282412 Homo Species 0.000 description 1
- 101000762366 Homo sapiens Bone morphogenetic protein 2 Proteins 0.000 description 1
- 206010020772 Hypertension Diseases 0.000 description 1
- FFEARJCKVFRZRR-BYPYZUCNSA-N L-methionine Chemical compound CSCC[C@H](N)C(O)=O FFEARJCKVFRZRR-BYPYZUCNSA-N 0.000 description 1
- 108090001090 Lectins Proteins 0.000 description 1
- 102000004856 Lectins Human genes 0.000 description 1
- 102000016943 Muramidase Human genes 0.000 description 1
- 108010014251 Muramidase Proteins 0.000 description 1
- VLFFPEOIRIHHPM-UHFFFAOYSA-N N-(2,5-dioxopyrrol-3-yl)prop-2-enamide Chemical compound C(C=C)(=O)NC=1C(=O)NC(C=1)=O VLFFPEOIRIHHPM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 108010062010 N-Acetylmuramoyl-L-alanine Amidase Proteins 0.000 description 1
- FVUAUQDYRSFHPY-WMXVUPJTSA-N N[C@@H](CS)C(=O)O.N[C@@H](CS)C(=O)O.C(CN[C@@H](CS)C(=O)O)N[C@@H](CS)C(=O)O Chemical compound N[C@@H](CS)C(=O)O.N[C@@H](CS)C(=O)O.C(CN[C@@H](CS)C(=O)O)N[C@@H](CS)C(=O)O FVUAUQDYRSFHPY-WMXVUPJTSA-N 0.000 description 1
- 102000011931 Nucleoproteins Human genes 0.000 description 1
- 108010061100 Nucleoproteins Proteins 0.000 description 1
- PYMYPHUHKUWMLA-LMVFSUKVSA-N Ribose Natural products OC[C@@H](O)[C@@H](O)[C@@H](O)C=O PYMYPHUHKUWMLA-LMVFSUKVSA-N 0.000 description 1
- 208000027418 Wounds and injury Diseases 0.000 description 1
- 125000005396 acrylic acid ester group Chemical group 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 229940050528 albumin Drugs 0.000 description 1
- 230000001476 alcoholic effect Effects 0.000 description 1
- 239000000783 alginic acid Substances 0.000 description 1
- 229960001126 alginic acid Drugs 0.000 description 1
- 125000000304 alkynyl group Chemical group 0.000 description 1
- 125000003275 alpha amino acid group Chemical group 0.000 description 1
- HMFHBZSHGGEWLO-UHFFFAOYSA-N alpha-D-Furanose-Ribose Natural products OCC1OC(O)C(O)C1O HMFHBZSHGGEWLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HSFWRNGVRCDJHI-UHFFFAOYSA-N alpha-acetylene Natural products C#C HSFWRNGVRCDJHI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 description 1
- 208000007502 anemia Diseases 0.000 description 1
- 230000002891 anorexigenic effect Effects 0.000 description 1
- 230000003266 anti-allergic effect Effects 0.000 description 1
- 230000000844 anti-bacterial effect Effects 0.000 description 1
- 230000003388 anti-hormonal effect Effects 0.000 description 1
- 229940088710 antibiotic agent Drugs 0.000 description 1
- 239000000427 antigen Substances 0.000 description 1
- 108091007433 antigens Proteins 0.000 description 1
- 102000036639 antigens Human genes 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 239000003125 aqueous solvent Substances 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 230000004071 biological effect Effects 0.000 description 1
- 210000000988 bone and bone Anatomy 0.000 description 1
- 210000000481 breast Anatomy 0.000 description 1
- 230000023852 carbohydrate metabolic process Effects 0.000 description 1
- 235000021256 carbohydrate metabolism Nutrition 0.000 description 1
- 210000000845 cartilage Anatomy 0.000 description 1
- 210000003321 cartilage cell Anatomy 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- DLGJWSVWTWEWBJ-HGGSSLSASA-N chondroitin Chemical compound CC(O)=N[C@@H]1[C@H](O)O[C@H](CO)[C@H](O)[C@@H]1OC1[C@H](O)[C@H](O)C=C(C(O)=O)O1 DLGJWSVWTWEWBJ-HGGSSLSASA-N 0.000 description 1
- 239000005515 coenzyme Substances 0.000 description 1
- 229960005188 collagen Drugs 0.000 description 1
- 239000000562 conjugate Substances 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- UFULAYFCSOUIOV-UHFFFAOYSA-N cysteamine Chemical compound NCCS UFULAYFCSOUIOV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 231100000433 cytotoxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000001472 cytotoxic effect Effects 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001066 destructive effect Effects 0.000 description 1
- 150000001993 dienes Chemical class 0.000 description 1
- 230000037213 diet Effects 0.000 description 1
- 230000000378 dietary effect Effects 0.000 description 1
- 230000004069 differentiation Effects 0.000 description 1
- POLCUAVZOMRGSN-UHFFFAOYSA-N dipropyl ether Chemical compound CCCOCCC POLCUAVZOMRGSN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005538 encapsulation Methods 0.000 description 1
- 210000002889 endothelial cell Anatomy 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000006911 enzymatic reaction Methods 0.000 description 1
- 210000002919 epithelial cell Anatomy 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 239000003337 fertilizer Substances 0.000 description 1
- 102000005525 fibrillarin Human genes 0.000 description 1
- 108020002231 fibrillarin Proteins 0.000 description 1
- 239000003527 fibrinolytic agent Substances 0.000 description 1
- 230000003480 fibrinolytic effect Effects 0.000 description 1
- 210000002950 fibroblast Anatomy 0.000 description 1
- 230000000855 fungicidal effect Effects 0.000 description 1
- 239000000417 fungicide Substances 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 229940014259 gelatin Drugs 0.000 description 1
- 108010037896 heparin-binding hemagglutinin Proteins 0.000 description 1
- 230000002363 herbicidal effect Effects 0.000 description 1
- 239000004009 herbicide Substances 0.000 description 1
- 125000000487 histidyl group Chemical group [H]N([H])C(C(=O)O*)C([H])([H])C1=C([H])N([H])C([H])=N1 0.000 description 1
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 1
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 description 1
- WGCNASOHLSPBMP-UHFFFAOYSA-N hydroxyacetaldehyde Natural products OCC=O WGCNASOHLSPBMP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001976 improved effect Effects 0.000 description 1
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 description 1
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 1
- 239000003112 inhibitor Substances 0.000 description 1
- 230000002401 inhibitory effect Effects 0.000 description 1
- 230000005764 inhibitory process Effects 0.000 description 1
- 208000014674 injury Diseases 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002523 lectin Substances 0.000 description 1
- 239000004325 lysozyme Substances 0.000 description 1
- 229960000274 lysozyme Drugs 0.000 description 1
- 235000010335 lysozyme Nutrition 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000003550 marker Substances 0.000 description 1
- 239000002609 medium Substances 0.000 description 1
- 229960003151 mercaptamine Drugs 0.000 description 1
- 210000003716 mesoderm Anatomy 0.000 description 1
- 229930182817 methionine Natural products 0.000 description 1
- 125000002496 methyl group Chemical group [H]C([H])([H])* 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 239000002071 nanotube Substances 0.000 description 1
- 229920005615 natural polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000000041 non-steroidal anti-inflammatory agent Substances 0.000 description 1
- 229940021182 non-steroidal anti-inflammatory drug Drugs 0.000 description 1
- 235000016709 nutrition Nutrition 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 239000000863 peptide conjugate Substances 0.000 description 1
- 231100000614 poison Toxicity 0.000 description 1
- 239000002574 poison Substances 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 238000001671 psychotherapy Methods 0.000 description 1
- 239000012429 reaction media Substances 0.000 description 1
- 230000008458 response to injury Effects 0.000 description 1
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 230000019491 signal transduction Effects 0.000 description 1
- 208000017520 skin disease Diseases 0.000 description 1
- 150000003384 small molecules Chemical class 0.000 description 1
- 241000894007 species Species 0.000 description 1
- 239000003774 sulfhydryl reagent Substances 0.000 description 1
- 125000000472 sulfonyl group Chemical group *S(*)(=O)=O 0.000 description 1
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 1
- ZRKFYGHZFMAOKI-QMGMOQQFSA-N tgfbeta Chemical compound C([C@H](NC(=O)[C@H](C(C)C)NC(=O)CNC(=O)[C@H](CCC(O)=O)NC(=O)[C@H](CCCNC(N)=N)NC(=O)[C@H](CC(N)=O)NC(=O)[C@H](CC(C)C)NC(=O)[C@H]([C@@H](C)O)NC(=O)[C@H](CCC(O)=O)NC(=O)[C@H]([C@@H](C)O)NC(=O)[C@H](CC(C)C)NC(=O)CNC(=O)[C@H](C)NC(=O)[C@H](CO)NC(=O)[C@H](CCC(N)=O)NC(=O)[C@@H](NC(=O)[C@H](C)NC(=O)[C@H](C)NC(=O)[C@@H](NC(=O)[C@H](CC(C)C)NC(=O)[C@@H](N)CCSC)C(C)C)[C@@H](C)CC)C(=O)N[C@@H]([C@@H](C)O)C(=O)N[C@@H](C(C)C)C(=O)N[C@@H](CC=1C=CC=CC=1)C(=O)N[C@@H](C)C(=O)N1[C@@H](CCC1)C(=O)N[C@@H]([C@@H](C)O)C(=O)N[C@@H](CC(N)=O)C(=O)N[C@@H](CCC(O)=O)C(=O)N[C@@H](C)C(=O)N[C@@H](CC=1C=CC=CC=1)C(=O)N[C@@H](CCCNC(N)=N)C(=O)N[C@@H](C)C(=O)N[C@@H](CC(C)C)C(=O)N1[C@@H](CCC1)C(=O)N1[C@@H](CCC1)C(=O)N[C@@H](CCCNC(N)=N)C(=O)N[C@@H](CCC(O)=O)C(=O)N[C@@H](CCCNC(N)=N)C(=O)N[C@@H](CO)C(=O)N[C@@H](CCCNC(N)=N)C(=O)N[C@@H](CC(C)C)C(=O)N[C@@H](CC(C)C)C(O)=O)C1=CC=C(O)C=C1 ZRKFYGHZFMAOKI-QMGMOQQFSA-N 0.000 description 1
- 210000001685 thyroid gland Anatomy 0.000 description 1
- 229940005605 valeric acid Drugs 0.000 description 1
- DGVVWUTYPXICAM-UHFFFAOYSA-N β‐Mercaptoethanol Chemical compound OCCS DGVVWUTYPXICAM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
- A61K47/00—Medicinal preparations characterised by the non-active ingredients used, e.g. carriers or inert additives; Targeting or modifying agents chemically bound to the active ingredient
- A61K47/50—Medicinal preparations characterised by the non-active ingredients used, e.g. carriers or inert additives; Targeting or modifying agents chemically bound to the active ingredient the non-active ingredient being chemically bound to the active ingredient, e.g. polymer-drug conjugates
- A61K47/51—Medicinal preparations characterised by the non-active ingredients used, e.g. carriers or inert additives; Targeting or modifying agents chemically bound to the active ingredient the non-active ingredient being chemically bound to the active ingredient, e.g. polymer-drug conjugates the non-active ingredient being a modifying agent
- A61K47/56—Medicinal preparations characterised by the non-active ingredients used, e.g. carriers or inert additives; Targeting or modifying agents chemically bound to the active ingredient the non-active ingredient being chemically bound to the active ingredient, e.g. polymer-drug conjugates the non-active ingredient being a modifying agent the modifying agent being an organic macromolecular compound, e.g. an oligomeric, polymeric or dendrimeric molecule
- A61K47/59—Medicinal preparations characterised by the non-active ingredients used, e.g. carriers or inert additives; Targeting or modifying agents chemically bound to the active ingredient the non-active ingredient being chemically bound to the active ingredient, e.g. polymer-drug conjugates the non-active ingredient being a modifying agent the modifying agent being an organic macromolecular compound, e.g. an oligomeric, polymeric or dendrimeric molecule obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds, e.g. polyureas or polyurethanes
- A61K47/60—Medicinal preparations characterised by the non-active ingredients used, e.g. carriers or inert additives; Targeting or modifying agents chemically bound to the active ingredient the non-active ingredient being chemically bound to the active ingredient, e.g. polymer-drug conjugates the non-active ingredient being a modifying agent the modifying agent being an organic macromolecular compound, e.g. an oligomeric, polymeric or dendrimeric molecule obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds, e.g. polyureas or polyurethanes the organic macromolecular compound being a polyoxyalkylene oligomer, polymer or dendrimer, e.g. PEG, PPG, PEO or polyglycerol
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
- A61K38/00—Medicinal preparations containing peptides
- A61K38/04—Peptides having up to 20 amino acids in a fully defined sequence; Derivatives thereof
- A61K38/08—Peptides having 5 to 11 amino acids
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
- A61K38/00—Medicinal preparations containing peptides
- A61K38/04—Peptides having up to 20 amino acids in a fully defined sequence; Derivatives thereof
- A61K38/10—Peptides having 12 to 20 amino acids
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
- A61K38/00—Medicinal preparations containing peptides
- A61K38/16—Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof
- A61K38/17—Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof from animals; from humans
- A61K38/39—Connective tissue peptides, e.g. collagen, elastin, laminin, fibronectin, vitronectin, cold insoluble globulin [CIG]
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
- A61K9/00—Medicinal preparations characterised by special physical form
- A61K9/06—Ointments; Bases therefor; Other semi-solid forms, e.g. creams, sticks, gels
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
- A61L27/00—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses
- A61L27/50—Materials characterised by their function or physical properties, e.g. injectable or lubricating compositions, shape-memory materials, surface modified materials
- A61L27/52—Hydrogels or hydrocolloids
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
- A61L27/00—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses
- A61L27/50—Materials characterised by their function or physical properties, e.g. injectable or lubricating compositions, shape-memory materials, surface modified materials
- A61L27/54—Biologically active materials, e.g. therapeutic substances
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07K—PEPTIDES
- C07K1/00—General methods for the preparation of peptides, i.e. processes for the organic chemical preparation of peptides or proteins of any length
- C07K1/107—General methods for the preparation of peptides, i.e. processes for the organic chemical preparation of peptides or proteins of any length by chemical modification of precursor peptides
- C07K1/1072—General methods for the preparation of peptides, i.e. processes for the organic chemical preparation of peptides or proteins of any length by chemical modification of precursor peptides by covalent attachment of residues or functional groups
- C07K1/1077—General methods for the preparation of peptides, i.e. processes for the organic chemical preparation of peptides or proteins of any length by chemical modification of precursor peptides by covalent attachment of residues or functional groups by covalent attachment of residues other than amino acids or peptide residues, e.g. sugars, polyols, fatty acids
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07K—PEPTIDES
- C07K14/00—Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof
- C07K14/435—Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof from animals; from humans
- C07K14/78—Connective tissue peptides, e.g. collagen, elastin, laminin, fibronectin, vitronectin or cold insoluble globulin [CIG]
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08B—POLYSACCHARIDES; DERIVATIVES THEREOF
- C08B37/00—Preparation of polysaccharides not provided for in groups C08B1/00 - C08B35/00; Derivatives thereof
- C08B37/006—Heteroglycans, i.e. polysaccharides having more than one sugar residue in the main chain in either alternating or less regular sequence; Gellans; Succinoglycans; Arabinogalactans; Tragacanth or gum tragacanth or traganth from Astragalus; Gum Karaya from Sterculia urens; Gum Ghatti from Anogeissus latifolia; Derivatives thereof
- C08B37/0063—Glycosaminoglycans or mucopolysaccharides, e.g. keratan sulfate; Derivatives thereof, e.g. fucoidan
- C08B37/0069—Chondroitin-4-sulfate, i.e. chondroitin sulfate A; Dermatan sulfate, i.e. chondroitin sulfate B or beta-heparin; Chondroitin-6-sulfate, i.e. chondroitin sulfate C; Derivatives thereof
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08B—POLYSACCHARIDES; DERIVATIVES THEREOF
- C08B37/00—Preparation of polysaccharides not provided for in groups C08B1/00 - C08B35/00; Derivatives thereof
- C08B37/006—Heteroglycans, i.e. polysaccharides having more than one sugar residue in the main chain in either alternating or less regular sequence; Gellans; Succinoglycans; Arabinogalactans; Tragacanth or gum tragacanth or traganth from Astragalus; Gum Karaya from Sterculia urens; Gum Ghatti from Anogeissus latifolia; Derivatives thereof
- C08B37/0063—Glycosaminoglycans or mucopolysaccharides, e.g. keratan sulfate; Derivatives thereof, e.g. fucoidan
- C08B37/0075—Heparin; Heparan sulfate; Derivatives thereof, e.g. heparosan; Purification or extraction methods thereof
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G65/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming an ether link in the main chain of the macromolecule
- C08G65/02—Macromolecular compounds obtained by reactions forming an ether link in the main chain of the macromolecule from cyclic ethers by opening of the heterocyclic ring
- C08G65/32—Polymers modified by chemical after-treatment
- C08G65/329—Polymers modified by chemical after-treatment with organic compounds
- C08G65/334—Polymers modified by chemical after-treatment with organic compounds containing sulfur
- C08G65/3342—Polymers modified by chemical after-treatment with organic compounds containing sulfur having sulfur bound to carbon and hydrogen
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G75/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing sulfur with or without nitrogen, oxygen, or carbon in the main chain of the macromolecule
- C08G75/02—Polythioethers
- C08G75/04—Polythioethers from mercapto compounds or metallic derivatives thereof
- C08G75/045—Polythioethers from mercapto compounds or metallic derivatives thereof from mercapto compounds and unsaturated compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G75/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing sulfur with or without nitrogen, oxygen, or carbon in the main chain of the macromolecule
- C08G75/12—Polythioether-ethers
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G81/00—Macromolecular compounds obtained by interreacting polymers in the absence of monomers, e.g. block polymers
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08H—DERIVATIVES OF NATURAL MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08H1/00—Macromolecular products derived from proteins
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J3/00—Processes of treating or compounding macromolecular substances
- C08J3/02—Making solutions, dispersions, lattices or gels by other methods than by solution, emulsion or suspension polymerisation techniques
- C08J3/03—Making solutions, dispersions, lattices or gels by other methods than by solution, emulsion or suspension polymerisation techniques in aqueous media
- C08J3/075—Macromolecular gels
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J3/00—Processes of treating or compounding macromolecular substances
- C08J3/24—Crosslinking, e.g. vulcanising, of macromolecules
- C08J3/246—Intercrosslinking of at least two polymers
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K9/00—Use of pretreated ingredients
- C08K9/10—Encapsulated ingredients
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L101/00—Compositions of unspecified macromolecular compounds
- C08L101/16—Compositions of unspecified macromolecular compounds the macromolecular compounds being biodegradable
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
- C12N9/00—Enzymes; Proenzymes; Compositions thereof; Processes for preparing, activating, inhibiting, separating or purifying enzymes
- C12N9/14—Hydrolases (3)
- C12N9/24—Hydrolases (3) acting on glycosyl compounds (3.2)
- C12N9/2402—Hydrolases (3) acting on glycosyl compounds (3.2) hydrolysing O- and S- glycosyl compounds (3.2.1)
- C12N9/2462—Lysozyme (3.2.1.17)
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12Y—ENZYMES
- C12Y302/00—Hydrolases acting on glycosyl compounds, i.e. glycosylases (3.2)
- C12Y302/01—Glycosidases, i.e. enzymes hydrolysing O- and S-glycosyl compounds (3.2.1)
- C12Y302/01017—Lysozyme (3.2.1.17)
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G2210/00—Compositions for preparing hydrogels
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G2230/00—Compositions for preparing biodegradable polymers
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G2650/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming an ether link in the main chain of the macromolecule
- C08G2650/02—Macromolecular compounds obtained by reactions forming an ether link in the main chain of the macromolecule characterized by the type of post-polymerisation functionalisation
- C08G2650/04—End-capping
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G2650/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming an ether link in the main chain of the macromolecule
- C08G2650/02—Macromolecular compounds obtained by reactions forming an ether link in the main chain of the macromolecule characterized by the type of post-polymerisation functionalisation
- C08G2650/16—Photopolymerisation
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G2650/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming an ether link in the main chain of the macromolecule
- C08G2650/02—Macromolecular compounds obtained by reactions forming an ether link in the main chain of the macromolecule characterized by the type of post-polymerisation functionalisation
- C08G2650/20—Cross-linking
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J2300/00—Characterised by the use of unspecified polymers
- C08J2300/16—Biodegradable polymers
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J2371/00—Characterised by the use of polyethers obtained by reactions forming an ether link in the main chain; Derivatives of such polymers
- C08J2371/02—Polyalkylene oxides
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J2389/00—Characterised by the use of proteins; Derivatives thereof
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Epidemiology (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- Public Health (AREA)
- Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
- Zoology (AREA)
- Genetics & Genomics (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Pharmacology & Pharmacy (AREA)
- Gastroenterology & Hepatology (AREA)
- Immunology (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Dermatology (AREA)
- Biophysics (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Biotechnology (AREA)
- Toxicology (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Microbiology (AREA)
- Transplantation (AREA)
- Oral & Maxillofacial Surgery (AREA)
- Medicinal Preparation (AREA)
- Peptides Or Proteins (AREA)
- Materials For Medical Uses (AREA)
- Other Resins Obtained By Reactions Not Involving Carbon-To-Carbon Unsaturated Bonds (AREA)
Abstract
本发明提供使用自由基引发的硫醇‑烯化学将多肽(包括肽和蛋白质)连接到其它部分的方法,例如,通过引入反应性硫醇基团来修饰多肽,并使所述硫醇基团与含烯烃的试剂或含炔烃的试剂在支持自由基硫醇‑烯或硫醇‑炔反应的条件下反应。所述反应性硫醇基团对于自由基硫醇‑烯反应具有比半胱氨酸硫醇基团更高的活性,包括通过至少两个碳原子与肽骨架隔开的硫醇基团,例如高半胱氨酸残基的硫醇基团。本发明还提供含有经连接的多肽例如肽和蛋白质缀合物的组合物和生物材料,和基于硫醇‑烯的生物相容性水凝胶聚合物,以及它们在医学领域中的用途。
Description
相关申请的交叉引用
本申请要求于2015年2月9日提交的美国临时专利申请62/114,034的优先权,将其公开内容通过引用并入本文。
技术领域
本发明涉及使用自由基硫醇-烯和硫醇-炔化学使多肽(包括肽和蛋白质)与另一部分连接的方法,包含所述经连接的多肽(例如,多肽缀合物和基于硫醇-烯的生物相容性水凝胶聚合物)的组合物,及其在生物材料领域中的用途。
背景技术
生物材料领域在过去几十年中经历了戏剧性的演变。随着生物材料的新颖组合的发展,工程师在创建聚合物材料方面取得了长足的进步,以满足当今未满足的临床需求。已经用于制造这些生物材料的经典化学具有显著的局限性,从而推动了该领域,以鉴定用于构建生物相容性生物聚合物的新方法。点击化学(click chemistry)的出现提供了克服经典化学的一些局限性的机制,但是在这些反应需要相当大的发展后方可用于生物医学工程。
自由基介导的硫醇-烯和硫醇-炔化学具有点击样(click-like)性质,为广泛的生物医学应用提供了多功能平台。Bowman等人在美国专利7,288,608中首先描述了使用自由基介导的硫醇-烯化学形成可降解聚合物,将其通过引用并入本文。Anseth等人在美国专利申请13/981,885中描述了使用自由基介导的硫醇-炔化学的用途,将其通过引用并入本文。通常认为,在活细胞和/或组织存在下,这种独特温和的化学可用于产生逐步生长(step-growth)聚合物网状物。术语“生物正交(bioorthogonal)”通常用于描述不改变聚合混合物内的生物活性组分(细胞、组织、蛋白质、肽)的化学,诸如本文所述的自由基介导的硫醇-烯化学。已经在许多应用中证明了基于硫醇-烯化学的材料,包括伤口愈合、软骨修复即细胞和药物递送。
在最近的一篇论文中,McCall和Anseth评价了当包囊于通过在自由基介导的硫醇-烯反应中使PEG-降冰片烯与PEG-二硫醇反应而产生的水凝胶中时,溶菌酶和TGFβ的活性。该研究的结果表明“硫醇-烯点击反应能够在低引发剂浓度快速进行,而对原位蛋白质生物活性几乎没有影响”。
对于许多应用,将蛋白质或肽掺入聚合物骨架是有用的。例如,在Anderson等人中,降冰片烯官能化的四臂PEG大分子单体与侧面有半胱氨酸的基质金属蛋白酶(MMP)可降解肽交联,以产生由细胞分泌的MMP降解的水凝胶网状物。包囊在该水凝胶内的人类间充质干细胞似乎保持其活性并能够增殖。在另一实例中,Mariner等人包囊重组骨形态发生蛋白(BMP)在类似的水凝胶中,而未观察到BMP活性的丧失。值得注意的是,尽管在后一个实例中交联的携带双半胱氨酸(dicysteine)的寡聚肽共价附接至聚合物骨架上,但是缺乏游离硫醇的BMP并不共价附接至水凝胶上,并且没有检测到BMP2的生物学活性丧失。经由半胱氨酸残基掺入或连接肽或蛋白质的这些方法是常用的,并且在本领域内被认为不会导致被包囊或掺入网状物内的生物组分的活性丧失。
然而,我们意外地发现,包囊在由与侧面有半胱氨酸的MMP可降解肽交联的降冰片烯官能化的四臂PEG大分子单体形成的硫醇-烯水凝胶中的蛋白质通过该反应基本上被改性-即使当使用水凝胶聚合所需的最小量的自由基引发剂和暴露时间时。因此,仍然需要经由不需要产生高浓度的有害自由基的硫醇化学,将蛋白质或肽结合或附接至聚合物的方法。
发明内容
本发明公开了使用自由基介导的硫醇-烯化学将多肽(包括肽和蛋白质)附接至另一部分的组合物和方法,例如,通过在促进自由基介导的硫醇-烯或硫醇-炔反应的条件下使附接至多肽的反应性硫醇基团(具有比半胱氨酸硫醇基团更高的活性)与烯烃或炔化合物反应。本发明还提供了通过这些方法生产的生物材料及其在医疗领域中的用途。
在一个方面,本发明提供了一种连接包含肽骨架和一种或多种反应性硫醇基团的多肽(包括肽和蛋白质)的方法,包括在促进自由基介导的硫醇-烯或硫醇-炔化学的条件下使一种或多种反应性硫醇基团与烯烃或炔化合物反应,其中所述硫醇基团在类似条件下比半胱氨酸硫醇基团具有更高的用于经历自由基硫醇-烯或硫醇-炔反应的反应活性。在一些实施方案中,多肽的反应性硫醇基团具有为半胱氨酸硫醇基团至少2倍、5倍或10倍的反应性。在一些实施方案中,多肽的反应性硫醇基团通过至少两个碳原子与肽骨架隔开。在一些实施方案中,反应是由自由基引发剂启动。在一些实施方案中,反应可由光启动。在一些实施方案中,反应可在降低的氧气环境中或在不存在氧的情况下进行。
在一个方面,提供了用于连接多肽的方法,其中所述多肽包含肽骨架和一种或多种反应性硫醇基团,所述方法包括使多肽的反应性硫醇基团与自由基引发剂和包含一种或多种反应性烯基团的烯化合物或包含一种或多种反应性炔基团的炔化合物,其中多肽的反应性硫醇基团通过两个或更多个碳原子与多肽的肽骨架隔开。
在一些实施方案中,多肽的反应性硫醇基团是经由接头诸如PEG接头附接至赖氨酸残基的侧链氨基的硫醇基团。
在一些实施方案中,所述自由基引发剂为选自以下的光引发剂:苯基-2,4,6-三甲基苯甲酰基亚膦酸锂(LAP)、苯基-2,4,6-三甲基苯甲酰基亚膦酸钠(NAP)、2-羟基-1-[4-(2-羟基乙氧基)苯基]-2-甲基-1-丙酮(例如,),1-羟基-环己基-苯基-酮(例如,)和2,2-二甲氧基-1,2-二苯基乙-1-酮(例如,)。
在一些实施方案中,所述硫醇-烯反应通过使光引发剂暴露于具有与光引发剂的激发波长相匹配的波长的光而引发。
在一些实施方案中,所述方法进一步包括控制光引发剂的量、光的强度和/或光引发剂暴露于光的时间。
在一些实施方案中,所述方法进一步包括从反应混合物中部分或全部除去氧气。
在一些实施方案中,所述硫醇-烯反应达到如所测量的约70%完成至约95%完成,作为非限制性实例,通过流变学或通过使用Elman测定游离硫醇的消耗。在其它实施方案中,所述硫醇-烯反应达到约70%完成至100%完成。在其它实施方案中,所述硫醇-烯反应达到约95%完成至100%完成。
在一些实施方案中,所述多肽包含两个或更多个反应性硫醇基团,其各自通过两个或更多个碳原子与多肽的肽骨架隔开。
在一些实施方案中,所述烯化合物包含两个或更多个反应性烯基团。
在一些实施方案中,所述多肽包含n个反应性硫醇基团,所述烯化合物包含m个反应性烯基团,其中n和m独立地为≥2的整数且n+m≥5。
在一些实施方案中,所述烯化合物为烯改性的生物相容性单体且所述硫醇-烯反应提供生物相容性交联的聚合物基质。
在优选的实施方案中,所述烯化合物为降冰片烯改性的聚乙二醇(PEG)。
在一些实施方案中,所述烯化合物为烯改性的非生物相容性单体且所述硫醇-烯反应提供非生物相容性交联的聚合物基质。
在前述实施方案的一些变型中,所述多肽进一步包含已知对蛋白酶敏感的肽序列,诸如可被基质金属蛋白酶降解的肽。在另一变型中,所述多肽为侧面有活性硫醇的纤溶酶可降解肽。在再一变型中,两种纤溶酶可降解序列包含在所述肽内。包含一种或多种可酶促降解的序列的其它变型将由本领域技术人员所理解。
在一些实施方案中,所述硫醇-烯反应提供生物相容性交联的可降解水凝胶聚合物。
在一些实施方案中,所述硫醇-烯反应提供生物相容性交联的非可降解水凝胶聚合物。
在一些实施方案中,所述硫醇-烯反应提供非生物相容性交联的可降解水凝胶聚合物。
在一些实施方案中,所述硫醇-烯反应提供非生物相容性交联的非可降解水凝胶聚合物。
在另一方面,所述烯化合物包含一个反应性烯基团。
在一些实施方案中,所述烯化合物包括聚合物(例如,PEG)、捕获部分(例如,生物素)、标记物(例如,荧光标记)、碳水化合物、核酸或第二多肽。
在其它实施方案中,所述烯化合物包含生物活性组分(例如,药物、毒素或农药)。
在一些实施方案中,所述多肽包含通过两个或更多个碳原子与多肽的肽骨架隔开的一个反应性硫醇基团。
在一些实施方案中,所述多肽选自肽或蛋白质激素、生长因子、细胞因子、白细胞介素、受体、可溶性受体、治疗性蛋白、酶和结构蛋白。
在再一方面,所述多肽包含通过两个或更多个碳原子与多肽的肽骨架隔开的一个反应性硫醇基团,且所述烯化合物包含两个或更多个反应性烯基团。
在一些实施方案中,所述烯化合物包含两个或更多个反应性烯基团。
在一些实施方案中,所述方法进一步包括使第二硫醇化合物与包含两个或更多个反应性烯基团的烯化合物反应,其中所述第二硫醇化合物包含两个或更多个反应性硫醇基团。在一些实施方案中,所述烯化合物为非生物可降解的烯化合物。在一些实施方案中,所述第二硫醇化合物为非生物可降解的硫醇化合物。在一些实施方案中,所述烯化合物为非可降解的烯化合物。在一些实施方案中,所述第二硫醇化合物为非可降解的硫醇化合物。
在一些实施方案中,所述第二硫醇化合物包含j个反应性硫醇基团,所述烯化合物包含k个反应性烯基团,其中j和k独立地为≥2的整数且j+k≥5。
在一些变型中,所述第二硫醇化合物包含选自以下的聚合物部分:聚(乳酸)(PLA);聚乙交酯(PGA);PLA和PGA的共聚物(PLGA);聚(乙烯醇)(PVA);聚(乙二醇)(PEG);聚(环氧乙烷);聚(环氧乙烷)-共-聚(环氧丙烷)嵌段共聚物;泊洛沙胺;聚酐;聚原酸酯;聚(羟基酸);聚二噁烷酮;聚碳酸酯;聚氨基碳酸酯;聚(乙烯吡咯烷酮);聚(乙基噁唑啉);聚氨酯;羧甲基纤维素;羟基烷基化纤维素;多肽;核酸;修饰的核酸;锁核酸;多糖;碳水化合物;硫酸乙酰肝素;硫酸软骨素;肝素;藻酸盐;及其组合。
在其它变型中,所述第二硫醇化合物包含肽骨架、可降解的肽和两个或更多个反应性硫醇基团,所述硫醇基团各自通过两个或更多个碳原子与肽骨架隔开。在其它变型中,所述第二硫醇化合物包含肽骨架、非可降解的肽和两个或更多个反应性硫醇基团,所述硫醇基团各自通过两个或更多个碳原子与肽骨架隔开。
在其它变型中,所述第二硫醇化合物包含已知对蛋白酶敏感的肽序列和位于肽序列侧翼的两个高半胱氨酸残基。
在其它变型中,所述第二硫醇化合物包含聚乙二醇和附接至聚乙二醇的两个末端硫醇基团。
在一些实施方案中,所述烯化合物包含选自以下的聚合物部分:聚(乳酸)(PLA);聚乙交酯(PGA);PLA和PGA的共聚物(PLGA);聚(乙烯醇)(PVA);聚(乙二醇)(PEG);聚(环氧乙烷);聚(环氧乙烷)-共-聚(环氧丙烷)嵌段共聚物;泊洛沙胺;聚酐;聚原酸酯;聚(羟基酸);聚二噁烷酮;聚碳酸酯;聚氨基碳酸酯;聚(乙烯吡咯烷酮);聚(乙基噁唑啉);聚氨酯;羧甲基纤维素;羟基烷基化纤维素;多肽;核酸;修饰的核酸;锁核酸;多糖;碳水化合物;硫酸乙酰肝素;硫酸软骨素;肝素;藻酸盐;及其组合。
在所有前述方面的变型中,所述方法进一步包括产生包含一个或多个反应性硫醇基团的多肽。
在前述变型的一些实施方案中,产生包含一个或多个反应性硫醇基团的多肽包括使用经保护的含硫醇的氨基酸的多肽合成,其中所述硫醇基团通过两个或更多个碳原子与邻近羧基的碳原子隔开,所述经保护的含硫醇的氨基酸诸如经保护的高半胱氨酸或2-氨基-5-巯基戊酸,或经保护的含硫醇的氨基酸类似物或经保护的含硫醇的氨基酸模拟物。
在前述变型的一些实施方案中,产生包含一个或多个反应性硫醇基团的多肽包括使用硫醇化剂修饰多肽(例如,通过使肽中的氨基与硫醇化剂诸如N-琥珀酰亚胺基-3-(乙酰基硫基)丙酸酯(SATP)、N-乙酰基高半胱氨酸硫代内酯或NHS-PEG-SH反应)。
在前述变型的一些实施方案中,产生包含一个或多个反应性硫醇基团的多肽包括将多肽中的甲硫氨酸残基进行化学或酶促转化为高半胱氨酸残基。
本发明还公开了通过前述方面、实施方案和变型中任一项的方法产生的连接多肽(linked polypeptide)。在一些实施方案中,所述连接的多肽连接至生物相容性交联的聚合物基质。在一些实施方案中,所述连接的多肽连接至非生物相容性交联的聚合物基质。
在另一方面,本发明公开了产生生物相容性交联的可降解水凝胶聚合物的方法,包括使反应性硫醇化合物与自由基引发剂和反应性烯化合物反应,其中所述反应性硫醇化合物包含肽骨架、可降解的肽和两个或更多个反应性硫醇基团,所述硫醇基团各自通过两个或更多个碳原子与肽骨架隔开;且所述反应性烯化合物是包含两个或更多个反应性烯基团的烯改性的生物相容性单体。在一些实施方案中,所述烯化合物含有任何合适的烯属不饱和基团,诸如但不限于,乙烯基乙酰基、乙烯基酯、乙烯基磺酰基、乙烯基醚、烯丙基、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、丙烯酰胺基、马来酰亚胺基、丙烯基醚、烯丙基醚、烯基、不饱和酯、二烯基、N-乙烯基氨甲酰基和降冰片-2-烯-5-基或其任意组合。在优选的实施方案中,烯化合物用降冰片烯(例如,降冰片-2-烯-5-基)部分进行衍生化。如本领域技术人员所理解,所述烯属不饱和基团可进一步取代有一个或多个合适的取代基,诸如作为非限制性实例,卤素、烷基、烷氧基或氧代。在一些实施方案中,所述烯化合物的反应性烯基团可选自任何合适的烯属不饱和基团,诸如,但不限于,乙烯基乙酰基、乙烯基酯、乙烯基磺酰基、乙烯基醚、烯丙基、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、丙烯酰胺基、马来酰亚胺基、丙烯基醚、烯丙基醚、烯基、不饱和酯、二烯基、N-乙烯基氨甲酰基和降冰片-2-烯-5-基或其任意组合。如本领域技术人员所理解,所述烯化合物的反应性烯基团可进一步取代有一个或多个合适的取代基,诸如作为非限制性实例,卤素、烷基、烷氧基或氧代。在一些实施方案中,所述反应性烯基团包括降冰片烯(例如,降冰片-2-烯-5-基)部分。在一些实施方案中,所述烯化合物包含一个或多个降冰片烯(例如,降冰片-2-烯-5-基)基团,诸如在各末端含有降冰片烯部分(例如,降冰片-2-烯-5-基)的直链或支链PEG。在一些实施方案中,所述烯化合物包含两个或更多个不同的烯基团,诸如PEG聚合物,其包含降冰片烯部分(例如,降冰片-2-烯-5-基)和烯基醚部分两者。在其中使反应性硫醇化合物与炔改性的生物相容性单体反应的硫醇-炔反应的情况下,所述炔基团可为部分,诸如乙炔基、炔丙基、丙炔酸酯、环炔烃等或其任意组合。
在一些实施方案中,所述方法进一步包括从反应混合物中部分或全部除去氧气。
在一些实施方案中,所述多肽包含n个反应性硫醇基团,所述烯化合物包含m个反应性烯基团,其中n和m独立地为≥2的整数且n+m≥5。
在一些实施方案中,所述方法进一步包括将生物活性组分添加到反应混合物中,其中所述生物活性组分与生物相容性交联的可降解水凝胶聚合物的聚合物基质相关联(associate)(例如,包囊于或共价结合至(掺入或附接至其上))。
在一些实施方案中,所述硫醇化合物的反应性硫醇基团独立地选自多肽的高半胱氨酸残基的硫醇基团、多肽的2-氨基-5-巯基戊酸残基的硫醇基团和经由接头附接至赖氨酸残基的侧链氨基的硫醇基团。
在一些实施方案中,所述自由基引发剂为选自以下的光引发剂:苯基-2,4,6-三甲基苯甲酰基亚膦酸锂(LAP)、苯基-2,4,6-三甲基苯甲酰基亚膦酸钠(NAP)、2-羟基-1-[4-(2-羟基乙氧基)苯基]-2-甲基-1-丙酮(例如,),1-羟基-环己基-苯基-酮(例如,)和2,2-二甲氧基-1,2-二苯基乙-1-酮(例如,)。
在一些实施方案中,所述反应性烯化合物包含选自以下的聚合物部分:聚(乳酸)(PLA);聚乙交酯(PGA);PLA和PGA的共聚物(PLGA);聚(乙烯醇)(PVA);聚(乙二醇)(PEG);聚(环氧乙烷);聚(环氧乙烷)-共-聚(环氧丙烷)嵌段共聚物;泊洛沙胺;聚酐;聚原酸酯;聚(羟基酸);聚二噁烷酮;聚碳酸酯;聚氨基碳酸酯;聚(乙烯吡咯烷酮);聚(乙基噁唑啉);聚氨酯;羧甲基纤维素;羟基烷基化纤维素;多肽;核酸;修饰的核酸;锁核酸;多糖;碳水化合物;硫酸乙酰肝素;硫酸软骨素;肝素;藻酸盐;及其组合。
在一些实施方案中,所述烯化合物含有任何合适的烯属不饱和基团,诸如,但不限于,乙烯基乙酰基、乙烯基酯、乙烯基磺酰基、乙烯基醚、烯丙基、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、丙烯酰胺基、马来酰亚胺基、丙烯基醚、烯丙基醚、烯基、不饱和酯、二烯基、N-乙烯基氨甲酰基和降冰片-2-烯-5-基或其任意组合。在优选的实施方案中,所述烯化合物为降冰片烯衍生的化合物,诸如包含降冰片-2-烯-5-基的烯化合物。在一些实施方案中,所述烯化合物的反应性烯基团可选自任何合适的烯属不饱和基团,诸如,但不限于,乙烯基乙酰基、乙烯基酯、乙烯基磺酰基、乙烯基醚、烯丙基、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、丙烯酰胺基、马来酰亚胺基、丙烯基醚、烯丙基醚、烯基、不饱和酯、二烯基、N-乙烯基氨甲酰基和降冰片-2-烯-5-基或其任意组合。在一些实施方案中,所述反应性烯基团为降冰片-2-烯-5-基。如本领域技术人员所理解,所述烯属不饱和基团可进一步取代有一个或多个合适的取代基,诸如作为非限制性实例,卤素、烷基、烷氧基或氧代。在一些实施方案中,所述烯化合物包含一个或多个降冰片-2-烯-5-基,诸如在个末端含有降冰片烯部分(例如,降冰片-2-烯-5-基)的直链或支链PEG。对于硫醇-炔反应,所述炔化合物含有一个或多个炔基团,诸如一个或多个乙炔基、炔丙基、丙炔酸酯、环炔等或其任意组合。
在一些实施方案中,所述生物活性组分为组织、细胞、蛋白质、肽、小分子药物、核酸、包囊的核酸(例如包囊于脂质纳米颗粒中)、脂质、碳水化合物或农业化合物。
在前述实施方案的一些变型中,所述生物活性组分包囊于生物相容性交联的可降解水凝胶聚合物的聚合物基质中。
在前述实施方案的其它变型中,所述生物活性组分共价键合至[例如,掺入或附接至]生物相容性交联的可降解水凝胶聚合物的聚合物基质。
在前述实施方案的其它变型中,所述生物活性组分为经由通过使生物活性多肽的反应性硫醇基团与烯基团反应形成的硫醚连接键而共价键合至聚合物基质的生物活性多肽,其中硫醚连接键的硫基通过两个或更多个碳原子与生物活性多肽的骨架隔开。
本发明还公开了通过根据前述方面的实施方案中任一项的方法制备的生物相容性交联的可降解水凝胶聚合物。
本发明还公开了通过根据前述方面的实施方案中任一项的方法制备的生物相容性交联的可降解水凝胶聚合物,其进一步包含与生物相容性交联的可降解水凝胶聚合物的聚合物基质相关联(例如,包囊于或共价键合至(掺入或附接至))的生物活性组分。
如本领域技术人员所理解,在一些变型中,其实施方案和变型中任一项的前述方面的方法可与非生物相容性和/或非可降解的烯化合物和/或非生物相容性和/或非可降解的硫醇化合物应用。因此,本发明还公开了通过所述变型的方法生产的非生物相容性和/或非可降解的交联水凝胶聚合物。
本文公开了式(A)化合物:
P-[Ct-S-C-C-Q]x
其中P为多肽,t≥2,Ct为包含至少两个碳原子的接头[即,P经由长度为两个碳原子或更长的接头连接至一个或多个硫醚部分],x为1或大于1的整数[例如,2、3、4或更大]且Q为生物活性组分[例如,药物、毒素或农药]、聚合物[例如,PEG]、捕获部分[例如,生物素]、标记物[例如,荧光标记物]、碳水化合物、核酸或第二多肽。
如本领域技术人员所理解,式A中硫原子和Q之间的C-C部分是由反应性硫醇基团(P-[Ct-SH]x的SH部分)和反应性烯基(携带合适的烯属不饱和基团的Q的-C=C-部分)的硫醇-烯反应得到的部分。本文理解和描述的是,所述烯属不饱和基团(-C=C-部分)可直接或经由接头部分结合至Q,诸如作为非限制性实例,酰胺官能团、酯官能团或其组合。还应当理解,反应性烯基团可为末端未经取代的烯基团(例如,CH2=CH-Q)或可在一个或多于一个烯基碳处被取代,包括其中-C=C-部分是掺合双键的环结构的一部分(例如,降冰片烯衍生的Q或T-Q)的取代。进一步理解和描述的是,式A的Ct部分是长度为至少两个原子的接头,并且该部分可为未取代的或经取代的。
在一些实施方案中,式(A)化合物通过使式P-[Ct-SH]x化合物和式CH2=CH-Q化合物及自由基引发剂反应产生,其中P、Ct、x和Q如针对式(A)所定义。在一些实施方案中,式(A)化合物在减少的氧气环境中或在不存在氧气的情况下产生。
在一些实施方案中,本发明还提供了式(A)化合物,其中C-C部分衍生自除末端未取代烯烃以外的烯烃,且可通过使式P-[Ct-SH]x化合物和式CH2=CH-Q化合物及自由基引发剂(诸如本文所述的光引发剂)反应产生,其中P、Ct、t、Q和x如针对式(A)所定义且T表示除末端未取代烯烃部分以外的烯烃部分。在一个方面,T为环烯烃部分,其可为单环或二环环烯烃,其可具有至多两个选自O、S和N的环杂原子,且其可为经取代的,且其中所述二环环烯烃可为稠合、桥接或螺二环。在一些实施方案中,T包含降冰片-2-烯-5-基。
本文还公开了式(B)化合物:
[P-Ct-S-C-C]y-Q
其中P为多肽,t≥2,Ct为包含至少两个碳原子的接头[即,P经由长度为两个碳原子或更长的接头连接至一个或多个硫醚部分],y为1或大于1的整数[例如,2、3、4或更大]且Q选自聚(乳酸)(PLA);聚乙交酯(PGA);PLA和PGA的共聚物(PLGA);聚(乙烯醇)(PVA);聚(乙二醇)(PEG);聚(环氧乙烷);聚(环氧乙烷)-共-聚(环氧丙烷)嵌段共聚物;泊洛沙胺;聚酐;聚原酸酯;聚(羟基酸);聚二噁烷酮;聚碳酸酯;聚氨基碳酸酯;聚(乙烯吡咯烷酮);聚(乙基噁唑啉);聚氨酯;羧甲基纤维素;羟基烷基化纤维素;多肽;核酸;修饰的核酸;锁核酸;多糖;碳水化合物;硫酸乙酰肝素;硫酸软骨素;肝素;藻酸盐;及其组合。
如本领域技术人员所理解,式(B)中硫原子和Q之间的C-C部分是由反应性硫醇基团(P-Ct-SH的SH部分)和反应性烯基(携带合适的烯属不饱和基团的Q的-C=C-部分)的硫醇-烯反应得到的部分。本文理解和描述的是,所述烯属不饱和基团(-C=C-部分)可直接或经由接头部分结合至Q,诸如作为非限制性实例,酰胺官能团、酯官能团或其组合。还应当理解,反应性烯基团可为末端未经取代的烯基团(例如,[CH2=CH]y-Q)或可在一个或多于一个烯基碳处被取代,包括其中-C=C-部分是掺合双键的环结构的一部分(例如,降冰片烯衍生的Q或T-Q)的取代。进一步理解和描述的是,式(B)的Ct部分是长度为至少两个原子的接头,并且该部分可为未取代的或经取代的。
在一些实施方案中,式(B)化合物通过使式P-Ct-SH化合物和式[CH2=CH]yQ化合物及自由基引发剂反应产生。P、Ct、y和Q如针对式(B)所定义。在一些实施方案中,式(B)化合物在减少的氧气环境中或在不存在氧气的情况下产生。
在一些实施方案中,本发明还提供了式(B)化合物,其中C-C部分衍生自除末端未取代烯烃以外的烯烃,且可通过使式P-Ct-SH化合物和式[T]y-Q化合物及自由基引发剂(诸如本文所述的光引发剂)反应产生,其中P、Ct、t、Q和x如针对式(B)所定义且T表示除末端未取代烯烃部分以外的烯烃部分。在一个方面,T为环烯烃部分,其可为单环或二环环烯烃,其可具有至多两个选自O、S和N的环杂原子,且其可为经取代的,且其中所述二环环烯烃可为稠合、桥接或螺二环。在一些实施方案中,T包含降冰片-2-烯-5-基。
本文还公开了聚合材料[例如,涉及硫醇-烯水凝胶],其包含重复的式(I)单元:
其中X为多肽,t≥2,Ct为包含至少两个碳原子的接头[即,X经由长度为两个碳原子或更长的接头连接至两个硫醚部分],且Y选自聚(乳酸)(PLA);聚乙交酯(PGA);PLA和PGA的共聚物(PLGA);聚(乙烯醇)(PVA);聚(乙二醇)(PEG);聚(环氧乙烷);聚(环氧乙烷)-共-聚(环氧丙烷)嵌段共聚物;泊洛沙胺;聚酐;聚原酸酯;聚(羟基酸);聚二噁烷酮;聚碳酸酯;聚氨基碳酸酯;聚(乙烯吡咯烷酮);聚(乙基噁唑啉);聚氨酯;羧甲基纤维素;羟基烷基化纤维素;多肽;核酸;修饰的核酸;锁核酸;多糖;碳水化合物;硫酸乙酰肝素;硫酸软骨素;肝素;藻酸盐;及其组合。
在一些实施方案中,所述聚合物材料进一步包含与聚合物材料的聚合物基质相关联(例如,包囊于或共价键合至(掺入或附接至))的生物活性组分。
本文还公开了一种用于治疗有此需要的受试者(例如人或动物)的疾病或病症的方法,包括给予经修饰的多肽;与生物相容性交联的可降解水凝胶聚合物相关联(例如,包囊于或共价键合至(掺入或附接至))的生物活性组分;化合物;或与前述方面、实施方案及其变型的聚合物材料相关联(例如,包囊于或共价键合至(掺入或附接至))的生物活性组分。
本文还公开了一种用于再生组织的方法,包括在损伤或缺陷组织的部位释放包囊于前述方面的生物相容性交联的可降解水凝胶聚合物中的细胞或组织。
在一些实施方案中,所述方法进一步包括在损伤或缺陷组织的部位产生包含生物相容性交联的可降解水凝胶聚合物的组合物。
附图简述
图1示出氨基酸A)半胱氨酸、B)高半胱氨酸、C)2-氨基-5-硫基戊酸和硫醇化剂、D)HS-PEG-NHS、E)N-琥珀酰亚胺基-S-乙酰基硫基丙酸酯(SATP)、F)N-乙酰基高半胱氨酸硫代内酯和G)NHS-降冰片烯的代表性结构。
图2示出经由赖氨酸残基的HS-PEG-NHS修饰添加反应性硫醇基团的方案。
图3示出使生物活性成分与聚合物基质相关联的示意性示例性方面。
图4A-4E示出使多肽与聚合物基质相关联的示意性示例性方面。
图5示出水凝胶光聚合的流变学痕迹,证明二-半胱氨酸交联剂相对于PEG-二硫醇交联剂而言反应速率慢。
图6示出Ellman测定的结果,表明在光引发的硫醇-烯反应过程中,多种含硫醇化合物的游离硫醇基团的消耗。
图7示出SDS-PAGE实验,证明在将含二半胱氨酸的肽掺入硫醇-烯聚合物所需的条件下的蛋白质损伤。
图8A和8B示出Ellman测定的结果,证明在包含高半胱氨酸的多种含硫醇化合物的光引发的硫醇-烯反应过程中游离硫醇基团的消耗。
图9示出水凝胶光聚合的流变曲线,表明二半胱氨酸交联剂相对于二高半胱氨酸交联剂的反应速率慢。
图10示出SDS-PAGE实验,证明在将含二半胱氨酸的肽掺入硫醇-烯聚合物中所需的条件下的蛋白质损伤,并且在将含二高半胱氨酸的肽掺入到硫醇-烯聚合物所需的条件下缺少蛋白质损伤。
图11示出如通过经Ellman测定的游离硫醇基团的消耗率监测的溶液中氧的存在对光引发的硫醇-烯反应的速率的影响。
图12A示出具有各种骨架的硫醇化合物的代表性结构。
图12B示出Ellman测定的结果,证明在光引发的硫醇-烯反应过程中半胱氨酸骨架的修饰对游离硫醇基团的消耗的影响。
具体实施方式
本发明提供了使用自由基介导的硫醇-烯和硫醇-炔化学使多肽(包括肽和蛋白质)连接至一个或多个其它部分的组合物和方法。所述方法的一些方面包括在促进自由基介导的硫醇-烯或硫醇-炔化学的条件下使附接至多肽的反应性硫醇基团与烯或炔化合物反应。与使用半胱氨酸硫醇的方法相比,所述方法提供了改进的经由自由基介导的硫醇-烯或硫醇-炔反应使肽和蛋白质与其它部分偶联的效率。使用例如蛋白质和肽缀合物和基于硫醇-烯的生物相容性聚合物产生的连接的多肽可用于治疗人和动物疾病以及用作医疗应用诸如伤口愈合和组织重建的生物材料。
除非另有明确说明,否则本文所用的术语“一个”或“一种”是指一个(种)或多个(种)。
本文中对“约”值的引用包括(和描述)针对该值或参数本身的实施方案。例如,涉及“约X”的描述包括“X”的描述。
方法
本发明的一个方面提供了使用自由基介导的硫醇-烯或硫醇-炔化学连接多肽的方法。与目前科学和专利文献的当前教导相反,诸如本文中考虑使用半胱氨酸硫醇基团的硫醇-烯反应作为用于连接多肽的“生物正交”方法的那些参考文献,我们意外地发现,包囊于由与侧面有半胱氨酸的MMP可降解肽交联的降冰片烯官能化的四臂PEG大分子单体所形成的硫醇-烯水凝胶中的蛋白质通过该反应基本上被改性-即使当使用水凝胶聚合所需的最小量的自由基引发剂和暴露时间时。此外,我们发现当包囊于由与PEG-二硫醇交联的降冰片烯(例如,降冰片-2-烯-5-基)官能化的四臂PEG大分子所形成的硫醇烯水凝胶中时,这些相同的蛋白质未被修饰。两个实验的主要区别在于,在第二种情况下,可使用仅在第一种情况下使用的引发剂量的十分之一(1/10)使水凝胶完全聚合。这表明这些肽中的半胱氨酸硫醇比PEG硫醇具有更低的反应性。
令人惊讶的是,我们发现反应性硫醇对于自由基介导的硫醇-烯反应的反应性可通过在半胱氨酸的硫醇基团与肽骨架之间插入一个或多个另外的碳原子来增强。例如,当与半胱氨酸相比时,在硫醇和肽骨架之间具有另外的碳原子的高半胱氨酸的反应性与半胱氨酸相比显著增强。应当理解,类似地增加硫醇基团和肽骨架之间的距离的其它化合物也将增强硫醇基团的活性。例如,使用2-氨基-5-硫基戊酸代替半胱氨酸,在硫醇和肽骨架之间添加另外两个碳原子。
我们还评价了游离半胱氨酸参与硫醇-烯反应的能力。令人惊讶的是,游离半胱氨酸相对于其它小分子硫醇诸如二硫苏糖醇、β-巯基乙醇、高半胱氨酸、半胱胺和3-巯基丙酸而言显示出显著降低的活性。
与本领域当前教导相反的这些观察结果一起表明,为了使用自由基介导的硫醇-烯化学以经由肽内的半胱氨酸残基而使肽与含有烯的部分的肽反应所需的条件导致产生高浓度的破坏性自由基,其可改变或以其它方式损伤反应混合物中包含的生物活性组分。因此,在这些条件下,不能维持自由基介导的硫醇-烯化学的经常引用的性质,即生物正交性(bioorthogonality)。
使用相对于半胱氨酸硫醇具有增强的反应性的硫醇基团,反应需要较低浓度的自由基引发剂,反应混合物中存在较低浓度的损伤性自由基,和/或需要更短的反应时间来完成。这一发现的结果是使用这些增强的硫醇能够实现硫醇-烯反应的生物正交性所需的性质。
高半胱氨酸在自由基介导的硫醇-烯或硫醇-炔反应中的用途先前已在非常有限的范围内进行了描述。在Yan等人(2013)中,通过使用丙-2-炔-1-基-(2-氧代四氢噻吩-3-基)氨基甲酸酯将高半胱氨酸引入非肽聚合物。在非水环境中,丙-2-炔-1-基(2-氧代四氢噻吩-3-基)氨基甲酸酯的氨解导致形成含炔取代的高半胱氨酸残基,然后其可通过与该所得化合物的另一分子的炔部分或所生成的聚合物的烯烃部分在不存在自由基化学引发剂的情况下的反应而聚合。在该论文使用的条件下,该反应在阳光照射累积15小时后进行完成。在Espeel等人(2011)中,通过使用N-(烯丙基氧基羰基)高半胱氨酸硫代内酯将高半胱氨酸引入非肽聚合物。在非水环境中,N-(烯丙基氧基羰基)高半胱氨酸硫代内酯的氨解导致含烯烃取代的高半胱氨酸残基的形成,然后其可通过与该所得化合物的另一分子的烯烃部分在不存在自由基化学引发剂的情况下的反应而聚合。在该论文使用的条件下,该反应在用UV光照射3小时后进行完成。Yan等人和Espeel等人描述的反应相对缓慢地进行,并在非水环境中使用小的单体进行。先前尚未描述过在硫醇-烯反应中使用高半胱氨酸以保持包囊于水性水凝胶中的生物活性组分的活性。
因此,在一个方面,本发明提供了用于连接多肽的方法,其中所述多肽包含肽骨架和一个或多个反应性硫醇基团,所述方法包括使多肽的反应性硫醇基团与包含一个或多个反应性烯基团的烯化合物在促进自由基介导的硫醇-烯反应的条件下反应。本发明还提供了用于连接多肽的方法,其中所述多肽包含肽骨架和一个或多个反应性硫醇基团,所述方法包括使多肽的反应性硫醇基团与包含一个或多个反应性炔基团的烯化合物在促进自由基介导的硫醇-炔反应的条件下反应。适用于本发明方法的反应性硫醇基团在适用于自由基硫醇-烯或硫醇-炔化学的条件下比半胱氨酸硫醇基团具有更高的反应性。在一些实施方案中,多肽的反应性硫醇基团具有自由基介导的硫醇-烯反应的反应性,其为半胱氨酸硫醇基团的反应性的至少2倍。在一些实施方案中,多肽的反应性硫醇基团具有自由基介导的硫醇-烯反应的反应性,其为半胱氨酸硫醇基团的反应性的至少3倍、至少5倍或至少10倍。两个硫醇基团的相对反应性是在相同反应条件下硫醇基团的反应的相对速率,例如通过硫醇基团的消耗速率测量(例如,使用Ellman测定法)。在一些实施方案中,相对反应性意指在相同的反应条件下(例如在光化学引发的反应中使用相同浓度的硫醇、烯类和引发剂,并且使用相同的波长和光强度),在使用多肽的反应性硫醇基团时的反应速率将等于使用半胱氨酸的反应速率除以指示值。
硫醇-烯反应可化学或光化学引发。在一些实施方案中,反应通过自由基引发剂启动。在一些情况下,反应可通过光(例如,紫外光或太阳光)而不用引发剂化合物启动。在优选的实施方案中,所述自由基引发剂可为光引发剂化合物。可使用任何合适的光引发剂,例如Bowman等人使用的那些,例如美国专利7,288,608和WO 2012/103445。在一些实施方案中,所述光引发剂为苯基-2,4,6-三甲基苯甲酰基亚膦酸锂(LAP)或苯基-2,4,6-三甲基苯甲酰基亚膦酸钠(NAP)。在一些实施方案中,所述光引发剂为2-羟基-1-[4-(2-羟基乙氧基)苯基]-2-甲基-1-丙酮(例如,)、1-羟基-环己基-苯基-酮(例如,)或2,2-二甲氧基-1,2-二苯基乙-1-酮(例如, )。
硫醇-烯反应通常通过产生自由基的光引发剂的光解引发。优选地,选择使用的光的波长以匹配光引发剂的激发波长。因此,在一些实施方案中,通过使光引发剂暴露于具有与光引发剂的激发波长匹配的波长的光来引发硫醇-烯反应。在LAP或NAP的情况下,所述光的波长为大约372nm,其中360nm或380nm在可接受的范围内。在2-羟基-1-[4-(2-羟基乙氧基)苯基]-2-甲基-1-丙酮(例如,)的情况下,所述光的波长为大约276nm或331nm。在1-羟基-环己基-苯基-酮(例如,)的情况下,所述光的波长为大约246nm、280nm或333nm。在2,2-二甲氧基-1,2-二苯基乙-1-酮(例如,)的情况下,所述光的波长为大约254nm或337nm。
为了获得最佳结果,通常建议选择最小光引发剂量和暴露时间,由此使得硫醇-烯反应达到(或几乎达到)期望的完成。在具体实施方案中,选择暴露时间,使得硫醇-烯或硫醇-炔反应达到小于100%完成,例如约98%、约95%、约90%、约80%或约70%完成。这防止了对反应混合物的其它组分的过度的自由基损伤。在本发明的一个实施方案中,通过流变学作为光强度、曝光时间和引发剂浓度的函数监测网状物形成。在另一实施方案中,通过使用Elman测定法消耗游离硫醇来监测反应。除了流变学和硫醇消耗之外,本领域技术人员将清楚监测反应的其它方法。
因此,在一些实施方案中,使用硫醇-烯化学连接多肽的方法进一步包括控制光引发剂的量、光的强度和/或光引发剂暴露于光的时间。在某些情况下,允许反应进行到这样的点:硫醇-烯反应不是100%完成,但是基本上实现了某一目标,而不会对反应混合物的其它组分造成实质损害。例如,通常用相对高浓度的光引发剂进行光诱导聚合,以确保实现相当高速率的光聚合。在这种情况下,并非所有引发剂都需要将反应推动到100%完成。对于这种情况,100%完全硫醇-烯反应将完全耗尽硫醇-烯反应物,其提供保护作用,免受由引发剂光解产生的自由基从而导致对生物活性物质(cargo)的损害。对于这些情况,通过将硫醇-烯反应驱动到小于100%,可容易地找到反应完全性和物质完整性之间的合理妥协。对于一个特例,在某些条件下驱动硫醇-烯光聚合反应至仅90%会导致形成具有可预测的机械弹性性质的水凝胶,同时借助剩余的10%硫醇或烯类为包囊的生物活性物质提供足够保护。例如,在一个实施方案中,光引发剂为0.01wt.%LAP或0.01wt.%NAP,且反应混合物经受19mW/cm2 380nm光10秒。在一些实施方案中,所述硫醇-烯反应达到大于(下限)约70%、80%、90%、95%或98%完成。在一些实施方案中,所述硫醇-烯反应达到小于(上限)约99.99%、99.9%、99.5%、99%、98%、97%、96%、95%、90%或85%。即,所述硫醇-烯反应的期望完成可为其中下限小于上限的约70%至约99.99%的任意范围的完成。在一些实施方案中,所述硫醇-烯反应达约70%完成和约95%完成。
硫醇-烯或硫醇-炔反应可在任何合适的介质或溶剂中进行。然而,在涉及蛋白质和其它水溶性生物材料的反应中,水性介质可能是有利的。因此,在一些优选的实施方案中,使用自由基介导的硫醇-烯化学连接多肽的方法包括在水性环境或水性介质中使反应性硫醇基团与烯/炔化合物反应。应当理解,所述方法可产生包含聚合物基质的水凝胶,例如,当反应在水性溶剂存在下进行时。
通常,与气氛平衡的水溶液含有约200μM浓度的溶解氧,这是许多自由基介导反应的已知抑制剂。然而,自由基介导的硫醇-烯聚合迄今被认为对氧介导的抑制不敏感。报道的自由基介导的硫醇-烯反应对氧抑制的不敏感性已经在许多出版物中有描述(参见,例如,McCall,J.D.,and Anseth、K.S.,2012.,as well as Hoyle,C.E.,Lee,T.Y.和Roper,T.2004)。然而,意外地发现,在与快速生物聚合物形成相关的降冰片烯和硫醇的浓度下,例如,反应性硫醇基团和反应性烯基团浓度各自为1mM至50mM,氧存在抑制作用,并且这可通过从反应物溶液中除去氧而绕开。因此,在一个方面,提供了一种通过减少反应与溶解氧的接触来增加自由基介导的硫醇-烯反应的反应速率的方法(例如,通过在降低的氧环境中进行反应)。应当理解,在降低的氧环境中进行自由基介导的硫醇-烯反应增加了反应的速率,因此可减少任何硫醇化合物/烯化合物对的不期望的副反应,包括半胱氨酸/降冰片烯对和高半胱氨酸/降冰片烯对。在一个方面,本发明提供了一种通过在降低的氧环境下进行反应来还原自由基介导的硫醇-烯反应的自由基介导的副产物的方法,诸如通过使硫醇化合物和烯化合物在脱气溶液中在适于自由基介导硫醇-烯反应的条件下反应。在一些实施方案中,所述硫醇混合物包含反应性硫醇基团,其中所述反应性硫醇基团为半胱氨酸残基的硫醇基团。在一些实施方案中,所述硫醇混合物包含反应性硫醇基团,其中所述反应性硫醇基团为高半胱氨酸的硫醇基团。在一些实施方案中,所述烯化合物包含一个或多个降冰片-2-烯-5-基部分。在具体方面,硫醇-烯反应在脱气溶液中进行,其中反应性硫醇基团的浓度为1mM至50mM且反应性烯基团的浓度等于或相当接近反应性硫醇基团的浓度。在一些变型中,所述反应性硫醇基团和反应性烯基团浓度各自为1mM至50mM。在一些变型中,所述反应性硫醇基团和反应性烯基团浓度各自为1mM至40mM。在一些变型中,所述反应性硫醇基团和反应性烯基团浓度各自为1mM至30mM。在一些变型中,所述反应性硫醇基团和反应性烯基团浓度各自为1mM至20mM。在一些变型中,所述反应性硫醇基团和反应性烯基团浓度各自为1mM至10mM。在一些变型中,所述反应性硫醇基团和反应性烯基团浓度各自为10mM至50mM。在一些变型中,所述反应性硫醇基团和反应性烯基团浓度各自为20mM至50mM。在一些变型中,所述反应性硫醇基团和反应性烯基团浓度各自为30mM至50mM。在一些变型中,所述反应性硫醇基团和反应性烯基团浓度各自为40mM至50mM。
硫醇-烯或硫醇-炔反应可在降低的氧环境中进行,诸如在不存在氧的情况下或在与硫醇-烯反应(其中没有努力减少使反应暴露于氧的量)相比降低量的氧存在下。例如,反应溶液可在通过本领域通常应用的方法引发反应之前脱气。在一些实施方案中,使用自由基介导的硫醇-烯化学连接多肽的方法包括从反应介质中除去氧。
在一些实施方案中,所述烯化合物为非生物可降解的烯化合物。在一些实施方案中,所述硫醇化合物为非生物相容性硫醇化合物。在一些实施方案中,所述烯化合物为非可降解的烯化合物。在一些实施方案中,所述硫醇化合物为非可降解的硫醇化合物。
含有反应性硫醇的多肽
适用于本发明方法的多肽的反应性硫醇基团对于自由基介导的硫醇-烯反应比半胱氨酸硫醇基团更具反应性,所述反应性硫醇基团通过一个碳原子与肽骨架隔开。在一些实施方案中,所述多肽的反应性硫醇基团通过两个或更多个碳原子与所述多肽的肽骨架隔开。在一些实施方案中,所述多肽含有一个或多个反应性硫醇基团。在一些实施方案中,多肽经修饰以引入一个或多个适于本发明方法的反应性硫醇基团。在一些实施方案中,多肽经修饰以用稀有氨基酸、非天然氨基酸、氨基酸类似物或氨基酸模拟物代替半胱氨酸残基。可掺入多肽的反应性硫醇基团的非限制性实例如下表1所示。表1中的侧链经修饰的氨基酸残基举例说明了适合于掺入或存在于多肽中并且在自由基介导的硫醇-烯反应中与反应性烯基团反应的氨基酸残基。这种侧链经修饰的氨基酸残基具有期望的性质,其与半胱氨酸相比在多肽骨架和硫醇基团之间具有延伸的烷二基部分(其可包括一个或多个另外的接头,诸如,作为非限制性实例,酰胺和/或PEG部分)。不受任何理论的束缚,与半胱氨酸硫醇形成的自由基相比,延伸的烷二基部分被认为使硫醇基团不稳定,导致与使用半胱氨酸硫醇相比,自由基介导的硫醇-烯反应速率增加。增加的反应速率是有益的并且具有显著意义,诸如自由基介导的副反应的量减少或程度减少,对组织或其它生物制品的损伤减少,增强对需要修饰的肽的选择性(通过降低内源性半胱氨酸的修饰的发生率)和患者环境(setting)中更快速的治疗方案(例如,将完成反应的时间减少约5-50倍,诸如从基于半胱氨酸的硫醇的90秒至用侧链经修饰氨基酸的2-10秒)。表1的骨架经修饰的氨基酸残基(例如,β-氨基酸残基、γ-氨基酸残基、氨基酸类似物和氨基酸模拟物)举例说明了适于掺入多肽的氨基酸残基,并且其硫醇部分可与反应性烯基团在自由基介导的硫醇-烯反应中进行反应。与未修饰的多肽骨架相比,这种骨架经修饰的氨基酸残基也被认为可用于增加硫醇-烯反应的总反应速率,并且预期其表现出与侧链经修饰的氨基酸残基相同的有益性质,诸如副反应减少、选择性更高和快速治疗方案。
表1:示例性反应性硫醇基团
如下文实施例部分进一步说明,有许多用于将硫醇掺入肽中使得肽骨架和硫醇之间存在一个或多个碳原子的方法。这些方法包括但不限于:1)使用经保护的氨基酸进行肽合成,其中有两个或多个使硫醇与2位碳原子(其为肽骨架)隔开的碳原子。这些经保护的氨基酸的实例包括但不限于经Fmoc保护的构建嵌段(S)-2-(Fmoc-氨基)-4-三苯甲基硫烷基-丁酸(Bachem)或(S)-Fmoc-2-氨基-5-(三苯甲基硫基)-戊酸(多肽);2)使用硫醇化剂修饰肽。这种硫醇化剂的实例包括但不限于N-琥珀酰亚胺基-S-乙酰基硫基丙酸酯(SATP)、N-乙酰基高半胱氨酸硫代内酯和NHS-PEG-SH;3)通过甲基转移酶反应将甲硫氨酸转化为高半胱氨酸。
在一些实施方案中,多肽的反应性硫醇基为多肽的高半胱氨酸残基的硫醇基团或多肽的2-氨基-5-巯基戊酸残基的硫醇基团。含有高半胱氨酸或2-氨基-5-巯基戊酸残基的多肽可使用本领域已知的肽合成方法制备,诸如本文所述的方法。图2说明了使用NHS-PEG-SH作为硫醇化剂将反应性硫醇基团掺入赖氨酸残基的侧链。
在一些实施方案中,多肽的反应性硫醇基团为通过接头附接至氨基的侧链氨基的硫醇基团(例如,赖氨酸残基的侧链氨基或N-末端氨基)。多肽的反应性硫醇基团可使用硫醇化剂附接至赖氨酸的侧链氨基。硫醇化剂的实例包括,但不限于,N-琥珀酰亚胺基-S-乙酰基硫基丙酸酯(SATP)、N-乙酰基高半胱氨酸硫代内酯和NHS-PEG-SH。
用于连接多肽的方法的一些实施方案进一步包括在使反应性硫醇基团经受促进自由基介导的硫醇-烯或硫醇-炔反应的条件之前,产生包含一个或多个反应性硫醇基团的多肽。在一些实施方案中,所述方法包括使用经保护的含硫醇的氨基酸的多肽合成,其中所述硫醇基团通过两个或更多个碳原子与邻近羧基的碳原子隔开,例如不限于,经保护的高半胱氨酸(例如,(S)-2-(Fmoc-氨基)-4-三苯甲基硫烷基-丁酸)或2-氨基-5-巯基戊酸(例如,(S)-Fmoc-2-氨基-5-(三苯甲基硫基)-戊酸)。在一些实施方案中,所述方法包括使用硫醇化剂修饰多肽,例如,使肽中的氨基与硫醇化剂反应,诸如N-琥珀酰亚胺基-3-(乙酰基硫基)丙酸酯(SATP)、N-乙酰基高半胱氨酸硫代内酯或NHS-PEG-SH。在一些实施方案中,所述方法包括将多肽中的甲硫氨酸残基化学或酶促转化成高半胱氨酸残基,例如通过甲基转移酶反应。
在一些实施方案中,多肽的反应性硫醇基团是附接至非天然氨基酸的硫醇基团,诸如经硫醇取代的β氨基酸、经硫醇取代的γ氨基酸、经硫醇取代的δ氨基酸或经硫醇取代的ε氨基酸。包括经硫醇取代的β氨基酸、经硫醇取代的γ氨基酸、经硫醇取代的δ氨基酸或经硫醇取代的ε氨基酸残基的多肽可使用本领域已知的肽合成方法诸如本文所述的方法制备。
在一些实施方案中,多肽的反应性硫醇基为附接至氨基酸类似物或氨基酸模拟物残基的硫醇基团。在一些实施方案中,氨基酸类似物或氨基酸模拟物残基衍生自天然氨基酸、稀有氨基酸或非天然氨基酸,其中羰基官能团被亚甲基部分或较长碳链代替,任选散布有一个或多个选自氧、硫和氮的杂原子。在一些实施方案中,氨基酸类似物或氨基酸模拟物残基衍生自天然氨基酸、稀有氨基酸或非天然氨基酸,其中氨基官能团被亚甲基部分或较长碳链代替,任选散布有一个或多个选自氧、硫和氮的杂原子。
在前述实施方案的一些变型中,所述硫醇化合物为非生物相容性硫醇化合物。在前述实施方案的其它变型中,所述硫醇化合物为非生物相容性硫醇化合物。在前述实施方案的一些变型中,所述硫醇化合物为可降解的硫醇化合物。在前述实施方案的其它变型中,所述硫醇化合物为非可降解的硫醇化合物。
用于连接多肽的本发明的方法可用于将蛋白质或肽连接至第二部分,例如,从而携带生物活性组分(诸如本文所述的那些),或为多肽提供另外的性质,诸如延长体内循环半衰期的聚合物(例如PEG),亲和标签诸如生物素、抗体、适体(或其它捕获部分或标签)以提供捕获功能,标记物(诸如荧光标记、发色团或荧光团),糖或其它碳水化合物,核酸,核糖核蛋白,另一多肽,脂质或另一疏水部分,纳米颗粒,纳米管或高级大分子集合体。
可使用本发明的方法修饰多种多肽。在某些实施方案中,所述多肽可选自肽和蛋白质激素、生长因子、细胞因子、白细胞介素、受体、可溶性受体、治疗性蛋白、酶和结构蛋白。生长因子可包括AM、Ang、BMP、BDNF、GDNF、GCSF、GM-CSF、GDF、HGF、HDGF、KGF、MSF、NGF、TPO、FBS、EPO、IGF、EGF、FGF、TGF、PDGF和白介素,包括其衍生物和家族成员。结构蛋白包括纤维蛋白、纤维蛋白原、纤连蛋白、角蛋白、肌动蛋白、层粘连蛋白和胶原蛋白。
本发明的方法还可用于将可降解的肽掺入基于硫醇-烯或硫醇-炔的水凝胶聚合物。在一些实施方案中,所述多肽进一步包含已知对蛋白酶敏感的肽序列。在另一实施方案中,所述多肽为侧面有活性硫醇的纤溶酶可降解肽。在另一实施方案中,两种纤溶酶可降解序列包含在所述肽内。在一个具体的实施方案中,所述多肽为侧面有高半胱氨酸的基质金属蛋白酶(MMP)可降解肽,以产生被细胞分泌的MMP降解的水凝胶网状物。
在一些实施方案中,所述反应使用多肽(包括肽和蛋白质),其包含一个通过两个或更多个碳原子与多肽的肽骨架隔开的反应性硫醇基团。在一些实施方案中,所述多肽(包括肽和蛋白质)包含两个或更多个反应性硫醇基团,各自通过两个或更多个碳原子与多肽的肽骨架隔开。在一些实施方案中,所述多肽(包括肽和蛋白质)包含两个反应性硫醇基团,各自通过两个或更多个碳原子与多肽的肽骨架隔开。在一些实施方案中,所述多肽(包括肽和蛋白质)包含三个或四个或更多个反应性硫醇基团,各自通过两个或更多个碳原子与多肽的肽骨架隔开。在一些实施方案中,所述反应性硫醇基团为高半胱氨酸残基的硫醇基团、2-氨基-5-巯基戊酸残基的硫醇基团或经由接头(例如,PEG接头)附接至赖氨酸残基的侧链氨基的硫醇基团。
含烯/炔的化合物
可用于本发明的方法的烯化合物或烯化合物可为适用于自由基介导的硫醇-烯或硫醇-炔化学的任何烯化合物或炔化合物,诸如含有烯或炔基团的在自由基硫醇-烯或硫醇-炔条件下具有反应性的化合物(“反应性烯基团”或“反应性基团”)。烯化合物(或含烯的烃化合物)包含反应性烯基和构成携带反应性烯基团的骨架的携带烯的部分。在Hoyle等人(2004)“Thiol-enes:Chemistry of the past with promise for the future”中可找到适当的烯化合物的列表,包括其相对反应速率的指示,将其通过引用并入本文。炔化合物(或含炔的化合物)包含反应性基团和构成携带反应性基团的骨架的携带炔的部分。
在前述实施方案的一些变型中,所述烯化合物为非生物可降解的烯化合物。在前述实施方案的其它变型中,所述烯化合物为非生物可降解的烯化合物。在前述实施方案的一些变型中,所述烯化合物为可降解的烯化合物。在前述实施方案的其它变型中,所述硫醇化合物为非可降解的烯化合物。
在一些实施方案中,所述烯化合物含有任何合适的烯属不饱和基团,诸如,但不限于,乙烯基乙酰基、乙烯基酯、乙烯基磺酰基、乙烯基醚、烯丙基、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、丙烯酰胺基、马来酰亚胺基、丙烯基醚、烯丙基醚、烯基、不饱和酯、二烯基、N-乙烯基氨甲酰基和降冰片-2-烯-5-基。在优选的实施方案中,所述烯化合物包含降冰片-2-烯-5-基。在一些实施方案中,所述烯化合物的反应性烯基团可选自任何合适的烯属不饱和基团,诸如,但不限于,乙烯基乙酰基、乙烯基酯、乙烯基磺酰基、乙烯基醚、烯丙基、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、丙烯酰胺基、马来酰亚胺基、丙烯基醚、烯丙基醚、烯基、不饱和酯、二烯基、N-乙烯基氨甲酰基和降冰片-2-烯-5-基。在一些实施方案中,所述反应性烯基团为降冰片-2-烯-5-基。在一些实施方案中,所述烯化合物包含一个或多个降冰片-2-烯-5-基。如本领域技术人员所理解,所述烯属不饱和基团可进一步取代有一个或多个合适的取代基,诸如作为非限制性实例,卤素、烷基、烷氧基或氧代。所述炔化合物含有一个或多个炔基团,诸如乙炔基、炔丙基、丙炔酸酯、环炔等。
表2中举例说明了反应性烯基团的非限制性实例及其相应的硫醇-烯反应产物,其中虚线表示附接的点。
表2:示例性反应性烯基团和相应的硫醇-烯反应产物
如本领域技术人员所理解,反应性硫醇基团的硫原子可连接到反应性烯基团的碳-碳双键的任一末端。同样如本领域技术人员所理解,在反应性烯基团的平面碳-碳双键的任一面上都可发生硫醇-烯反应。结果是,硫醇-烯反应的产物可表现出位置异构性(对碳-碳双键的不同碳原子的进攻)以及立体异构性(对碳-碳双键的不同面的进攻)。应当理解,本发明涵盖所有可能的产品。如本领域技术人员所进一步理解,包含多于一个反应性烯基团并具有相同反应性烯基团的烯化合物可产生其中各个反应性烯基团可能已经进行不同反应的产物。对于非限制性实例,PEG二降冰片烯(具有两个降冰片-2-烯-5-基反应性基团的烯化合物)可产生产物,其中一个降冰片烯部分(例如,降冰片-2-烯-5-基)产生硫醚键,其中硫为5-外型(exo),且另一个降冰片烯部分(例如,降冰片-2-烯-5-基)产生硫醚键,其中硫为6-内型(endo)。应当理解,这些变型也包括在本发明中。
通过本发明的自由基介导的硫醇-烯或硫醇-炔反应,烯/炔化合物的烯/炔部分共价连接至含反应性硫醇的多肽。可根据寻求赋予连接的特定功能性质来选择携带烯/炔的部分,作为非限制性实例,所述特定功能性质包括引入荧光团或发色团、引入亲和标记物、引入酶活性、引入某些化学部分或多个部分、引入亲水性、疏水性或两亲性聚合物尾部,以便控制溶解度、药物动力学、药效学或与生物膜或固体表面的相互作用,产生含蛋白质的聚合物或用于进一步聚合的远螯单体(telechelic monomer)等。携带烯的部分可包括以下(非限制性实例)的适当衍生物:聚(乳酸)(PLA)、聚乙交酯(PGA)、PLA和PGA的共聚物(PLGA)、聚(乙烯醇)(PVA)、聚(乙二醇)(PEG)、聚(环氧乙烷)、聚(环氧乙烷)-共-聚(环氧丙烷)嵌段共聚物(泊洛沙姆、美罗沙波)、泊洛沙胺、聚酐、聚原酸酯、聚(羟基酸)、聚二噁烷酮、聚碳酸酯、聚氨基碳酸酯、聚(乙烯吡咯烷酮)、聚(乙基噁唑啉)、聚氨酯、羧甲基纤维素、羟基烷基化纤维素诸如羟乙基纤维素和甲基羟基丙基纤维素,及天然聚合物诸如多肽、核酸、多糖或碳水化合物诸如聚蔗糖、透明质酸、葡聚糖及其类似衍生物,硫酸乙酰肝素、硫酸软骨素、肝素或藻酸盐,及蛋白质诸如明胶、胶原蛋白、白蛋白或卵白蛋白、纤维蛋白原、纤维蛋白、层粘连蛋白、纤连蛋白、玻连蛋白,荧光蛋白诸如绿色荧光蛋白或其类似物、荧光和非荧光染料、荧光猝灭剂,高亲和力标签,诸如多肽标签(His-标记物、FLAG-标签等),抗体及其片段、核酸适体、寡核苷酸和多核苷酸,高级大分子集合体诸如核糖核蛋白、病毒衣壳等。所述携带烯的部分还可包含含有任何已知修饰的核酸(“经修饰的核酸”),诸如掺入经修饰的碱基的核酸(例如在碱基上的一个或多个位置的修饰,包括2'和5位)和锁核酸。
在一些实施方案中,所述烯/炔化合物包含选自以下的携带烯/炔的部分:聚(乳酸)(PLA);聚乙交酯(PGA);PLA和PGA的共聚物(PLGA);聚(乙烯醇)(PVA);聚(乙二醇)(PEG);聚(环氧乙烷);聚(环氧乙烷)-共-聚(环氧丙烷)嵌段共聚物;泊洛沙胺;聚酐;聚原酸酯;聚(羟基酸);聚二噁烷酮;聚碳酸酯;聚氨基碳酸酯;聚(乙烯吡咯烷酮);聚(乙基噁唑啉);聚氨酯;羧甲基纤维素;羟基烷基化纤维素;多肽;核酸;经修饰的核酸、锁核酸、多糖;碳水化合物;硫酸乙酰肝素;硫酸软骨素;肝素、藻酸盐;及其组合。
在一些实施方案中,所述携带烯/炔的部分可包含生物活性组分。在一些实施方案中,所述携带烯/炔的部分可包含第二部分,当其与多肽连接时,可为多肽提供另外的性质,诸如延长体内循环半衰期的聚合物(诸如PEG)、提供捕获功能的生物素(或其它捕获部分或标签)、标记物(诸如荧光标记、发色团或荧光团)、糖或其它碳水化合物、核酸、另一种多肽。在一些实施方案中,所述携带烯/炔的部分包含聚合物、捕获部分、标记物、碳水化合物、核酸或第二多肽。所述烯/炔官能团可通过本领域已知的方法引入本文详述的烯/炔部分和其它合适的化合物。
生物活性组分可为多种材料或化合物,包括但不限于组织、细胞、蛋白质、肽、毒素、小分子药物、核酸、包囊的核酸(例如包囊于脂质纳米颗粒中)、脂质、碳水化合物或农业化合物。细胞类型包括上皮细胞和间充质来源的细胞,诸如干细胞、成纤维细胞、角质形成细胞、成骨细胞、软骨细胞和内皮细胞。对于非限制性实例,蛋白质的类型包括粘附肽(诸如RGD粘附序列)、生长因子、细胞因子、白介素、激素、抗激素、信号传导化合物、酶、血清蛋白、白蛋白、巨球蛋白、球蛋白、凝集素(agglutinin)、凝集素(lectin)、细胞外基质蛋白,抗体和抗原。其它蛋白质包括肽和蛋白质激素、生长因子、细胞因子、白细胞介素、受体、可溶性受体、治疗蛋白、酶和结构蛋白。生长因子可包括AM、Ang、BMP、BDNF、GDNF、GCSF、GM-CSF、GDF、HGF、HDGF、KGF、MSF、NGF、TPO、FBS、EPO、IGF、EGF、FGF、TGF、PDGF和白介素,包括其衍生物和家族成员。结构蛋白包括纤维蛋白、纤维蛋白原、纤连蛋白、角蛋白、肌动蛋白、层粘连蛋白和胶原。小分子药物的类型包括,但不限于,镇痛药、解热药、非甾体抗炎药无、抗过敏药、抗菌药物、抗贫血药物、细胞毒素药物、抗高血压药物、皮肤病药物、心理治疗药物、维生素、矿物质、减食欲药、膳食营养(dietetics)、抗肥胖药物、碳水化合物代谢药物、蛋白质代谢药物、甲状腺药物、抗甲状腺药物和辅酶。农业化合物的种类包括,但不限于,杀真菌剂、除草剂、肥料、农药、碳水化合物、核酸、有机分子和无机生物活性分子。
如本领域技术人员所理解,存在许多方法可将烯/炔基团添加到本文所述的携带烯/炔的部分中。这些方法可导致在携带烯/炔的部分和烯/炔官能团之间的接头基团。在一个实施方案中,用5-降冰片烯-2-羧酸修饰PEG,由此使得经由酯连接向PEG中添加一个或多个末端降冰片烯部分(降冰片-2-烯-5-基)。在另一实施方案中,用NHS-降冰片烯修饰PEG胺,由此使得经由酰胺键向PEG中添加一个或多个末端降冰片烯部分(降冰片-2-烯-5-基)。下文提供非限制性实例并说明降冰片烯修饰的PEG的形成:
在一些实施方案中,所述方法使用包含一个反应性烯基团的烯化合物。在一些实施方案中,所述烯化合物包含两个或更多个反应性烯基团。在一些实施方案中,所述烯化合物包含两个反应性烯基团。在一些实施方案中,所述烯化合物包含三个或四个或更多个反应性烯基团。
多肽修饰/衍生化
在一些实施方案中,通过经由自由基介导的硫醇-烯反应使另一部分(所述第二部分)附接至多肽来修饰多肽。在一些实施方案中,所述肽具有一个或多个反应性硫醇基团。所述反应性硫醇基团可通过两个或更多个碳原子与肽骨架隔开。所述第二部分含有一个或多个反应性烯基团。在优选的实施方案中,所述肽仅具有一个这样的反应性硫醇基团且所述第二部分仅具有一个反应性烯基团(图4D)。
在使用自由基介导的硫醇-烯化学连接多肽的方法的一些实施方案中,所述多肽包含一个或多个本文所述的反应性硫醇基团且所述烯化合物包含一个本文所述的反应性烯基团。在这种情况下,一个或多个本文所述的携带烯的部分可经由自多肽的一个或多个反应性硫醇基团衍生的硫醚连接至多肽。
在某些实施方案中,所述多肽可选自以下肽和蛋白质激素、生长因子、细胞因子、白细胞介素、受体、可溶性受体、治疗蛋白、酶和结构蛋白。生长因子可包括AM、Ang、BMP、BDNF、GDNF、GCSF、GM-CSF、GDF、HGF、HDGF、KGF、MSF、NGF、TPO、FBS、EPO、IGF、EGF、FGF、TGF、PDGF和白介素,包括其衍生物和家族成员。结构蛋白包括纤维蛋白、纤维蛋白原、纤连蛋白、角蛋白、肌动蛋白、层粘连蛋白和胶原。
在一些实施方案中,所述烯化合物包含生物活性组分,例如,药物、毒素或农药。在一些实施方案中,所述烯化合物包括聚合物(例如,聚乙二醇)、捕获部分或标签(例如,生物素)、标记物(例如,荧光标记、发色团或荧光团)、糖或碳水化合物、核酸或第二多肽。
在所述方法的一些实施方案中,所述多肽包含一个本文所述的反应性硫醇基团且所述烯化合物包含一个本文所述的反应性烯基团。在这种情况下,多肽经由通过硫醇-烯反应形成的硫醚连接键连接至烯化合物的携带烯的部分(与其轭合)。
所述方法可用于使蛋白质或肽连接至第二部分,例如,携带生物活性组分(诸如本文所述的生物组分),或为多肽提供另外的性质,诸如聚合物延长体内循环半衰期(诸如PEG)、生物素(或其他捕获部分或标签),以提供捕获功能,标记物(诸如荧光标记、发色团或荧光团)、糖或其它碳水化合物、核酸、另一种多肽。一个实施方案是所述方法用于添加单体,由此使得其将改变肽的ADME性质。在另一实施方案中,添加官能团。
该方法的一个重要优点是其可用于在一个或多个半胱氨酸残基存在下特异性衍生蛋白质。也就是说,通过两个或更多个碳原子与肽骨架隔开的硫醇的活性增加,硫醇-烯反应将主要在蛋白质内相对于其它半胱氨酸硫醇基团的活性硫醇处发生。
本发明还提供了通过本文所述的方法产生的连接多肽(诸如与生物活性组分、聚合物、捕获部分、标记物、碳水化合物、核酸或第二多肽连接的多肽)。
在使用自由基介导的硫醇-烯或硫醇-炔化学连接多肽的方法的一些实施方案中,所述多肽包含一个本文所述的反应性硫醇基团且所述烯/炔化合物包含一个或多个本文所述的反应性烯/炔基团。在这种情况下,一个或多个本文所述的多肽可连接至本文所述的携带烯/炔的部分经由自多肽的反应性硫醇基团衍生的硫醚。
在这些实施方案的一些中,所述烯/炔化合物可包含任意的本文所述的携带烯/炔的部分。在一些实施方案中,所述烯化合物可包含选自以下的聚合物部分:聚(乳酸)(PLA);聚乙交酯(PGA);PLA和PGA的共聚物(PLGA);聚(乙烯醇)(PVA);聚(乙二醇)(PEG);聚(环氧乙烷);聚(环氧乙烷)-共-聚(环氧丙烷)嵌段共聚物;泊洛沙胺;聚酐;聚原酸酯;聚(羟基酸);聚二噁烷酮;聚碳酸酯;聚氨基碳酸酯;聚(乙烯吡咯烷酮);聚(乙基噁唑啉);聚氨酯;羧甲基纤维素;羟基烷基化纤维素;多肽;核酸;修饰的核酸;锁核酸;多糖;碳水化合物;硫酸乙酰肝素;硫酸软骨素;肝素;藻酸盐;及其组合。
在一些实施方案中,所述烯化合物含有任何合适的烯属不饱和基团,诸如,但不限于,乙烯基乙酰基、乙烯基酯、乙烯基磺酰基、乙烯基醚、烯丙基、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、丙烯酰胺基、马来酰亚胺基、丙烯基醚、烯丙基醚、烯基、不饱和酯、二烯基、N-乙烯基氨甲酰基和降冰片-2-烯-5-基。在优选的实施方案中,所述烯化合物包含降冰片-2-烯-5-基。在一些实施方案中,所述烯化合物的反应性烯基团可选自任何合适的烯属不饱和基团,诸如,但不限于,乙烯基乙酰基、乙烯基酯、乙烯基磺酰基、乙烯基醚、烯丙基、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、丙烯酰胺基、马来酰亚胺基、丙烯基醚、烯丙基醚、烯基、不饱和酯、二烯基、N-乙烯基氨甲酰基和降冰片-2-烯-5-基。在一些实施方案中,所述烯化合物包含一个或多个降冰片烯(例如,降冰片-2-烯-5-基)。如本领域技术人员所理解,所述烯属不饱和基团可进一步取代有一个或多个合适的取代基,诸如作为非限制性实例,卤素、烷基、烷氧基或氧代。所述炔化合物含有一个或多个炔基团诸如乙炔基、炔丙基、丙炔酸、环炔等。
在一些实施方案中,多肽通过使经由自由基介导的硫醇-烯反应的肽附接至经由自由基介导的硫醇-烯反应形成的聚合物基质进行修饰(图4C)。在某些实施方案中,所述聚合物基质经由第二硫醇化合物和含烯化合物之间的聚合物介导的硫醇-烯反应形成。在一些实施方案中,所述聚合物基质为生物相容性的。在其它实施方案中,所述聚合物基质为非生物相容性的。在一些实施方案中,所述聚合物基质为可降解的。在其它实施方案中,所述聚合物基质为非可降解的。
在使用自由基介导的硫醇-烯或硫醇-炔化学连接多肽的方法的一些实施方案中,所述多肽包含一个本文所述的反应性硫醇基团且所述烯/炔化合物包含两个或更多个本文所述的反应性烯/炔基团。因此,本发明提供一种用于使多肽连接(附接)至基于硫醇-烯的聚合物(例如,生物相容性交联的可降解水凝胶聚合物)的方法,其中所述多肽包含肽骨架和一个反应性硫醇基团(例如,通过两个或更多个碳原子与多肽骨架隔开的反应性硫醇基团),所述方法包括使多肽的反应性硫醇基团和第二硫醇化合物与包含两个或更多个反应性烯基团的烯化合物在促进自由基介导的硫醇-烯反应的条件下(例如,在使用自由基引发剂的条件下和/或在水性环境中)反应,其中所述第二硫醇化合物包含两个或更多个反应性硫醇基团。
在这些实施方案的一些中,所述肽可选自以下肽和蛋白质激素、生长因子、细胞因子、白细胞介素、受体、可溶性受体、治疗蛋白、酶和结构蛋白。生长因子可包括AM、Ang、BMP、BDNF、GDNF、GCSF、GM-CSF、GDF、HGF、HDGF、KGF、MSF、NGF、TPO、FBS、EPO、IGF、EGF、FGF、TGF、PDGF和白介素,包括其衍生物和家族成员。结构蛋白包括纤维蛋白、纤维蛋白原、纤连蛋白、角蛋白、肌动蛋白、层粘连蛋白和胶原。
在这些实施方案的一些中,所述第二硫醇化合物包含j个反应性硫醇基团,所述烯化合物包含k个反应性烯基团,其中j和k独立地为≥2的整数且j+k≥5。
在某些实施方案中,所述第二硫醇化合物包含选自以下的聚合物部分:聚(乳酸)(PLA);聚乙交酯(PGA);PLA和PGA的共聚物(PLGA);聚(乙烯醇)(PVA);聚(乙二醇)(PEG);聚(环氧乙烷);聚(环氧乙烷)-共-聚(环氧丙烷)嵌段共聚物;泊洛沙胺;聚酐;聚原酸酯;聚(羟基酸);聚二噁烷酮;聚碳酸酯;聚氨基碳酸酯;聚(乙烯吡咯烷酮);聚(乙基噁唑啉);聚氨酯;羧甲基纤维素;羟基烷基化纤维素;多肽;核酸;修饰的核酸;锁核酸;多糖;碳水化合物;硫酸乙酰肝素;硫酸软骨素;肝素;藻酸盐;及其组合。在优选的实施方案中,所述第二硫醇化合物包含选自以下的聚合物部分:聚(乳酸)(PLA)、聚(乙烯醇)(PVA)和聚(乙二醇)(PEG)及其组合。
一些应用要求所附接的基于硫醇的聚合物具有可降解的聚合物基质,用于控制所附接的多肽的释放。其它应用可能要求非可降解的聚合物基质用于保持所附接的多肽或经由构建在所附接的多肽中的替代机制释放所附接的多肽。
因此,在一些实施方案中,所述第二硫醇化合物包含肽骨架、可降解的肽和两个或更多个反应性硫醇基团,其各自通过两个或更多个碳原子与肽骨架隔开。在一些实施方案中,所述第二硫醇化合物包含已知对蛋白酶敏感的肽序列。在具体的实施方案中,所述第二硫醇化合物包含已知对蛋白酶敏感的肽序列且两侧为两个高半胱氨酸残基诸如侧面有二高半胱氨酸的金属蛋白酶(MMP)可降解肽,以建立通过细胞分泌的MMP降解的水凝胶网状物。在另一实施方案中,所述多肽为侧面有活性硫醇的纤溶酶可降解肽。在另一实施方案中,两种纤溶酶可降解序列包含在所述肽内。
在其它实施方案中,所述第二硫醇化合物包含聚乙二醇和附接至聚乙二醇的两个末端硫醇基团。在一些实施方案中,所述多肽包含一个反应性硫醇基团,其中所述反应性硫醇基团通过包含至少两个碳原子和可降解部分的接头与肽骨架隔开,因此可未经降解所述聚合物基质而释放所附接的多肽。在这些实施方案的一些中,所述方法进一步包括产生包含通过包含可降解部分的接头与肽骨架隔开的反应性硫醇基团的多肽。
在某些实施方案中,所述烯化合物包含选自以下的聚合物部分:聚(乳酸)(PLA);聚乙交酯(PGA);PLA和PGA的共聚物(PLGA);聚(乙烯醇)(PVA);聚(乙二醇)(PEG);聚(环氧乙烷);聚(环氧乙烷)-共-聚(环氧丙烷)嵌段共聚物;泊洛沙胺;聚酐;聚原酸酯;聚(羟基酸);聚二噁烷酮;聚碳酸酯;聚氨基碳酸酯;聚(乙烯吡咯烷酮);聚(乙基噁唑啉);聚氨酯;羧甲基纤维素;羟基烷基化纤维素;多肽;核酸;修饰的核酸;锁核酸;多糖;碳水化合物;硫酸乙酰肝素;硫酸软骨素;肝素;藻酸盐;及其组合。在优选的实施方案中,所述烯化合物包含选自以下的聚合物部分:多肽、聚(乳酸)(PLA)、聚(乙烯醇)(PVA)和聚(乙二醇)(PEG)及其组合。
在一些实施方案中,所述烯化合物含有任何合适的烯属不饱和基团,诸如,但不限于,乙烯基乙酰基、乙烯基酯、乙烯基磺酰基、乙烯基醚、烯丙基、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、丙烯酰胺基、马来酰亚胺基、丙烯基醚、烯丙基醚、烯基、不饱和酯、二烯基、N-乙烯基氨甲酰基和降冰片-2-烯-5-基。在优选的实施方案中,所述烯化合物包含降冰片-2-烯-5-基。在一些实施方案中,所述烯化合物的反应性烯基团可选自任何合适的烯属不饱和基团,诸如,但不限于,乙烯基乙酰基、乙烯基酯、乙烯基磺酰基、乙烯基醚、烯丙基、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、丙烯酰胺基、马来酰亚胺基、丙烯基醚、烯丙基醚、烯基、不饱和酯、二烯基、N-乙烯基氨甲酰基和降冰片-2-烯-5-基。在一些实施方案中,所述反应性烯基团为降冰片-2-烯-5-基。如本领域技术人员所理解,所述烯属不饱和基团可进一步取代有一个或多个合适的取代基,诸如作为非限制性实例,卤素、烷基、烷氧基或氧代。
本发明进一步提供了通过本文所述的方法产生的包含一个或多个连接的多肽的化合物(诸如包含连接至携带烯的部分或基于硫醇-烯的聚合物的多重多肽的化合物)。
交联
在使用自由基介导的硫醇-烯化学连接多肽的方法的一些实施方案中,所述多肽包含两个本文所述的反应性硫醇基团且所述烯化合物包含两个本文所述的反应性烯基团。在这种情况下,形成直链聚合物,其具有包含通过从自由基介导的硫醇-烯反应衍生的硫醚连接键连接至携带烯的部分的多肽的重复单元。
在使用自由基介导的硫醇-烯或硫醇-炔化学连接多肽的方法的一些实施方案中,所述多肽包含两个或更多个本文所述的反应性硫醇基团且所述烯/炔化合物包含两个或更多个本文所述的反应性烯/炔基团。在这种情况下,一个或多个本文所述的多肽可连接至本文所述的携带烯/炔的部分经由自多肽的反应性硫醇基团衍生的硫醚.
在某些实施方案中,所述方法使用包含n个反应性硫醇基团的多肽,以及包含m个反应性烯基团的烯化合物,其中n和m独立地为≥2的整数且n+m≥5。所述多肽经由反应性硫醇基团与携带烯的部分进行交联,以产生基于硫醇-烯的聚合物基质。
所述烯基团可选自任何合适的烯属不饱和基团,诸如,但不限于,乙烯基乙酰基、乙烯基酯、乙烯基磺酰基、乙烯基醚、烯丙基、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、丙烯酰胺基、马来酰亚胺基、丙烯基醚、烯丙基醚、烯基、不饱和酯、二烯基、N-乙烯基氨甲酰基和降冰片-2-烯-5-基。在优选的实施方案中,所述烯基团为降冰片-2-烯-5-基。如本领域技术人员所理解,所述烯属不饱和基团可进一步取代有一个或多个合适的取代基,诸如作为非限制性实例,卤素、烷基、烷氧基或氧代。
所述炔化合物可含有一个或多个炔基团诸如乙炔基、炔丙基、丙炔酸、环炔等。
在一些实施方案中,所述烯化合物可为任意的本文所述的含烯化合物。在一些实施方案中,所述烯化合物为烯改性的生物相容性单体,且所述硫醇-烯反应提供生物相容性交联的聚合物基质。
如本领域技术人员所理解,有多种将烯/炔基团添加至本文所述的携带烯/炔的部分的方式。这方法可导致所述携带烯/炔的部分与所述烯/炔官能团之间的接头基团。在一个实施方案中,用5-降冰片烯-2-羧酸修饰PEG,由此使得经由酯连接键将一个或多个末端降冰片烯(降冰片-2-烯-5-基)部分添加至PEG。在另一实施方案中,用NHS-降冰片烯修饰PEG,由此使得经由酰胺连接键将一个或多个末端降冰片烯部分(例如,降冰片-2-烯-5-基)添加至PEG。
在一些实施方案中,所述炔化合物可为任意的本文所述的含炔化合物。在一些实施方案中,所述炔为一种炔修饰的生物相容性单体,且硫醇-炔和随后的硫醇-烯反应提供生物相容性交联聚合材料。
在一些实施方案中,所述多肽进一步包含已知对蛋白酶敏感的肽序列,例如,可通过基质金属蛋白酶降解的肽。在一些实施方案中,所述多肽包含已知对蛋白酶敏感的肽序列且两侧为两个高半胱氨酸残基诸如侧面有二高半胱氨酸的金属蛋白酶(MMP)可降解肽。使用这种多肽产生的水凝胶网状物可被细胞分泌的MMP降解。这种多肽的一个具体实例是"hC MMPA",一种二高半胱氨酸类似物MMPA(氨基酸序列KCGPQGIAGQCK),其具有与MMPA相同的序列,但用高半胱氨酸代替每个半胱氨酸残基。在另一实施方案中,所述多肽为侧面有活性硫醇的纤溶酶可降解肽。在另一实施方案中,两种纤溶酶可降解序列包含在所述肽内。
在一些实施方案中,所述烯化合物为烯改性的生物相容性单体且所述多肽包含已知对蛋白酶敏感的肽序列且两侧为两个高半胱氨酸残基(例如,侧面有二高半胱氨酸的金属蛋白酶(MMP)可降解肽)。在这种情况下,所述硫醇-烯反应提供生物相容性交联的可降解水凝胶聚合物(例如,可通过MMP降解)。
在一些实施方案中,使用含炔化合物(或炔化合物)代替在交联反应中使用的烯化合物或除在交联反应中使用的烯化合物之外使用含炔化合物(或炔化合物)。主要的硫醇-炔加合物可经受与反应性硫醇的进一步硫醇-烯醇反应,从而提供进一步的交联。
本发明还提供了通过本文所述的方法产生的交联多肽(自然交联的基于硫醇-烯的聚合物)。
交联的可降解水凝胶聚合物
在一个方面,使用含硫醇的多肽交联剂来交联烯化合物以产生生物相容性聚合物(例如,如图3A或图4A所示)。合成或以其它方式修饰多肽以含有两(2)个或更多个反应性硫醇基团。所述反应性硫醇基团可通过两(2)个或更多个碳原子与多肽骨架隔开。在具体的实施方案中,将两(2)个或更多个高半胱氨酸残基掺入多肽中以提供两(2)个或更多个硫醇。
在一些实施方案中,本发明提供用于产生生物相容性交联的可降解水凝胶聚合物的方法,包括使反应性硫醇化合物与自由基引发剂和反应性烯化合物反应,其中所述反应性硫醇化合物包含肽骨架、可降解的肽和两个或更多个反应性硫醇基团,其各自通过两个或更多个碳原子与肽骨架隔开;且所述反应性烯化合物是包含两个或更多个反应性烯基团的烯改性的生物相容性单体。
在某些实施方案中,所述多肽包含n个反应性硫醇基团,所述烯化合物包含m个反应性烯基团,其中n和m独立地为≥2的整数且n+m≥5。
在一些实施方案中,所述多肽的反应性硫醇基团通过两个或更多个碳原子与所述多肽的肽骨架隔开。在一些实施方案中,所述反应性硫醇化合物的反应性硫醇基团独立选自多肽的高半胱氨酸残基的硫醇基团、多肽的2-氨基-5-巯基戊酸残基的硫醇基团和经由接头附接至赖氨酸残基的侧链氨基的硫醇基团。在一些实施方案中,所述方法进一步包括通过本文所述的产生诸如多肽的方法/过程通过将反应性硫醇基团引入多肽产生多肽,例如,通过使用具有期望硫醇基团的氨基酸的肽合成,或者通过经由赖氨酸残基的氨基将反应性硫醇基附接至多肽。可使用硫醇化剂将多肽的反应性硫醇基团附接至赖氨酸的侧链氨基。硫醇化剂的实例包括,但不限于,N-琥珀酰亚胺基-S-乙酰基硫基丙酸酯(SATP)、N-乙酰基高半胱氨酸硫代内酯和NHS-PEG-SH。
在一些实施方案中,所述多肽可包含两个或更多个反应性硫醇基团各自通过两个或更多个碳原子与多肽的肽骨架隔开。
硫醇-烯反应可化学或光化学引发。在一些实施方案中,所述反应通过自由基引发剂启动,例如,光引发剂。在一些实施方案中,所述自由基引发剂为选自以下的光引发剂:苯基-2,4,6-三甲基苯甲酰基亚膦酸锂(LAP)、苯基-2,4,6-三甲基苯甲酰基亚膦酸钠(NAP)、2-羟基-1-[4-(2-羟基乙氧基)苯基]-2-甲基-1-丙酮(例如,),1-羟基-环己基-苯基-酮(例如, )和2,2-二甲氧基-1,2-二苯基乙-1-酮(例如,)。在一些实施方案中,选择光的波长以匹配光引发剂的激发波长。在一些实施方案中,控制硫醇-烯反应达到约70%完成至约95%完成,例如,通过流变学测量或通过使用Elman测定法测定游离硫醇的消耗。在一些实施方案中,硫醇-烯反应在含水环境或含水介质中进行。
在一些实施方案中,所述烯化合物可为任何合适的烯属不饱和基团,诸如,但不限于,乙烯基乙酰基、乙烯基酯、乙烯基磺酰基、乙烯基醚、烯丙基、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、丙烯酰胺基、马来酰亚胺基、丙烯基醚、烯丙基醚、烯基、不饱和酯、二烯基、N-乙烯基氨甲酰基和降冰片-2-烯-5-基。在优选的实施方案中,所述烯化合物包含降冰片-2-烯-5-基。
在一些实施方案中,所述烯化合物可选自任何烯修饰的生物相容性单体,包括但不限于,聚(乳酸)(PLA);聚乙交酯(PGA);PLA和PGA的共聚物(PLGA);聚(乙烯醇)(PVA);聚(乙二醇)(PEG);聚(环氧乙烷);聚(环氧乙烷)-共-聚(环氧丙烷)嵌段共聚物;泊洛沙胺;聚酐;聚原酸酯;聚(羟基酸);聚二噁烷酮;聚碳酸酯;聚氨基碳酸酯;聚(乙烯吡咯烷酮);聚(乙基噁唑啉);聚氨酯;羧甲基纤维素;羟基烷基化纤维素;多肽;核酸;修饰的核酸;锁核酸;多糖;碳水化合物;硫酸乙酰肝素;硫酸软骨素;肝素;藻酸盐;及其组合。在具体的实施方案中,所述烯化合物为烯修饰聚乙二醇(PEG)。在优选的实施方案中,用5-降冰片烯-2-羧酸修饰PEG,由此使得经由酯连接键将一个或多个末端降冰片烯(降冰片-2-烯-5-基)添加至PEG。在另一实施方案中,用NHS-降冰片烯修饰PEG胺,由此使得经由酰胺连接键将一个或多个末端降冰片烯(降冰片-2-烯-5-基)添加至PEG。
在一些实施方案中,所得生物聚合物形成三维网状物。在具体实施方案中,生物聚合物形成含有>98%、>95%、>90%、>80%或>70%水的水凝胶。
对于许多生物医学应用,期望将生物活性组分包囊或掺入所述聚合物基质中。
在许多情况下,期望简单地在聚合物基质中包括上述生物活性组分。在某些情况下,非共价包囊的组分可随聚合物基质降解而释放(图3C)。在其它情况下,当组分小于聚合物基质孔径时,组分将通过扩散出聚合物网状物而释放(图3B)。在一些实施方案中,生物活性组分可先包囊于纳米颗粒或微粒中,然后将其包囊于聚合物基质中。颗粒内生物活性组分的包囊方法是本领域技术人员已知的。
在其它情况下,期望将生物活性组分附接或掺入聚合物网状物中。也就是说,通过一个或多个共价键将组分附接或掺入聚合物基质中。例如,对于小于孔径的生物活性组分,可能期望将组分共价附接至网状物,由此使得仅当网状物降解时才会被释放(图3D)。在一些实施方案中,所述生物活性组分经由用于使网状物交联的相同肽附接至聚合物网状物。在其它实施方案中,生物活性组分通过可降解或非可降解的接头附接。在一些情况下,可降解的接头为水解或酶促可降解的接头。在具体实施方案中,酶促可降解的接头为蛋白酶可切割的肽。在上述每种情况下,如果生物活性组分为经由肽上的硫醇附接或掺入网状物(有或没有介于其间的接头),则硫醇应通过两个或更多个碳原子与肽骨架隔开。
在一些实施方案中,所述方法进一步包括将生物活性组分添加至反应混合物中,其中所述生物活性组分与生物相容性交联的可降解水凝胶聚合物的聚合物基质相关联。在这些实施方案的一些中,所述生物活性组分包囊于聚合物基质,其中生物活性组分与所述聚合物基质之间没有共价键。在这些实施方案的一些中,所述生物活性组分共价结合至所述聚合物基质。取决于生物活性组分相对于聚合物基质的位置,认定所述生物活性组分掺入聚合物基质或附接至所述聚合物基质上。
所述生物活性组分可为任意可适用的生物材料,诸如本文所述的生物活性组分,例如,本文所述的组织、细胞、蛋白质、肽、小分子药物、核酸、包囊的核酸(例如包囊于脂质纳米颗粒)、脂质、碳水化合物或农业化合物。
所述生物活性组分可掺入生物活性多肽中,其可通过引入适用于本发明的硫醇-烯反应的反应性硫醇基团而被修饰。
因此,在一些实施方案中,所述方法包括将活性硫醇基团引入生物活性多肽(例如,通过使用如本文所述的NHS-PEG-SH试剂使硫醇基团连接至赖氨酸侧链胺)并使反应性硫醇基团与烯化合物的烯基团反应。
在一些实施方案中,所述生物活性组分为经由通过使生物活性多肽的活性硫醇基团与烯基团反应形成的硫醚连接键共价结合至聚合物基质的生物活性多肽,其中硫醚连接键的硫基通过两个或更多个碳原子与生物活性多肽的骨架隔开。
本发明进一步提供通过本文所述的方法产生的生物相容性交联的可降解水凝胶聚合物。在一些实施方案中,所述生物相容性交联的可降解水凝胶聚合物进一步包含与生物相容性交联的可降解水凝胶聚合物的聚合物基质相关联的生物活性组分。在这些实施方案的一些中,所述生物活性组分包囊于所述聚合物基质。在这些实施方案的一些中,所述生物活性组分共价结合至(例如,掺入或附接至)所述聚合物基质。
组合物
使用本文所述的方法使多肽的反应性硫醇基团(例如通过至少两个碳原子与肽骨架隔开的硫醇基团)与含烯烃化合物(烯化合物)在促进自由基介导的硫醇-烯反应条件下(例如在自由基引发剂存在下),产生化合物和组合物,其包含经由硫醚连接键共价键合至另一部分的多肽(诸如肽或蛋白质),所述硫醚连接键通过反应性硫醇基团和含烯烃化合物的烯基团之间的自由基反应形成;生物相容性交联的可降解水凝胶聚合物,其通过反应性硫醇基团和含烯烃化合物的烯基团之间的自由基反应形成;和生物相容性交联的可降解水凝胶聚合物,其进一步包含与相关联的生物活性组分[例如,包囊于或共价键合至(掺入或附接至)]生物相容性交联的可降解水凝胶聚合物的聚合物基质,其通过反应性硫醇基团和含烯烃化合物的烯基团之间的自由基反应形成。根据含硫醇多肽的每个分子中反应性硫醇基团的数目和烯化合物中反应性烯基团的数目,可产生多种化合物或组合物。如本领域技术人员所理解,生物相容性或非生物相容性化合物和组合物可使用本文所述的方法根据烯化合物和一种或多种硫醇化合物的生物相容性或非生物相容性质来产生。同样如本领域技术人员所理解,可使用本文所述的方法根据烯化合物和一种或多种硫醇化合物的可降解或非可降解性质来产生可降解或非可降解的化合物和组合物。如本领域技术人员所进一步理解,可使用本文所述的方法产生的化合物和组合物可被定制为包含可降解和非可降解的部分(section),对于非限制性实例,可降解多肽可连接到非可降解的聚合物基质。可降解化合物和组合物可通过酶、生物、化学或物理过程降解。
当包含一个或多个反应性硫醇基团的含硫醇的多肽与仅含有一个反应性烯基团的烯化合物反应时,所述多肽被修饰以携带一个或多个自含烯化合物衍生的“末端”部分,使得每个含烯化合物只能与一个反应性硫醇基团反应。
因此,本发明提供式(A)化合物:
P-[Ct-S-C-C-Q]x
其中P为多肽,Ct为包含至少两个碳原子的接头,(t≥2),x为1或大于1的整数且Q为生物活性组分(例如,药物、毒素或农药)、聚合物部分(例如,PEG)、捕获部分(例如,生物素)、标记物(例如,荧光标记、发色团或荧光团)、糖或碳水化合物、核酸或第二多肽。在一些实施方案中,Ct选自(C2-C6)烷二基-、-C(=O)-(C1-C6)-烷二基-和-C(=O)-(C1-C6)-烷二基-(O-CH2CH2)z-,其中z为1-10,000的整数。在一些实施方案中,Ct可进一步取代有一个或多个选自卤素、烷基和烷氧基的取代基。如本领域技术人员所理解,硫原子与Q之间的C-C部分为由反应性硫醇基团与反应性烯基团的硫醇-烯反应得到的部分,诸如选自以下的反应性烯基团:乙烯基乙酰基、乙烯基酯、乙烯基磺酰基、乙烯基醚、烯丙基、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、丙烯酰胺基、马来酰亚胺基、丙烯基醚、烯丙基醚、烯基、不饱和酯、二烯基、N-乙烯基氨甲酰基和降冰片-2-烯-5-基。在一些实施方案中,硫原子与Q之间的C-C部分为由反应性硫醇基团与反应性烯基团的硫醇-烯反应得到的部分,其中所述反应性烯基团为降冰片-2-烯-5-基。如本领域技术人员所理解,所述烯属不饱和基团可进一步取代有一个或多个合适的取代基,诸如作为非限制性实例,卤素、烷基、烷氧基或氧代。如本领域技术人员所理解,有多种将C-C部分添加至Q基团的方式。这些方法可得到携带烯/炔的部分与烯/炔官能团之间的接头基团,诸如,作为非限制性实例,酰胺官能团、酯官能团或其组合。在一个实施方案中,用5-降冰片烯-2-羧酸修饰PEG,由此使得经由酯连接键将一个或多个末端降冰片烯部分(降冰片-2-烯-5-基)添加至PEG。在另一实施方案中,用NHS-降冰片烯修饰PEG胺,由此使得经由酰胺连接键将一个或多个末端降冰片烯部分(降冰片-2-烯-5-基)添加至PEG。在一些实施方案中,硫原子与Q之间的C-C部分为选自以下的部分:-CH2-CH2-CH2-C(=O)-、-CH2-CH2-OC(=O)-、-CH2-CH2-S(=O)2-、-CH2-CH2-O-、-(C2-C6)-烷二基-、-CH2-CH2-C(=O)O-、-CH2-CH(CH3)-C(=O)O-、-CH2-CH2-C(=O)NH-、-CH(CH3)-CH2-O-、-CH2-CH2-CH2-O-、-CH2-CH2-NHC(=O)-、和其中第一虚线(-C-C)或波浪线表示键合至硫原子和第二虚线(C-C-)或键合至Q基团,其可为直接键或经由接头部分,诸如,作为非限制性实例,酰胺官能团、酯官能团或其组合。应当理解,这种C-C部分衍生自包含选自以下的部分的烯基团:乙烯基乙酰基、乙烯基酯、乙烯基磺酰基、乙烯基醚、烯丙基、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、丙烯酰胺基、马来酰亚胺基、丙烯基醚、烯丙基醚、烯基、不饱和酯、二烯基、N-乙烯基氨甲酰基和降冰片-2-烯-5-基。
在这些实施方案中,多肽P经由长度为两个碳原子或更长的接头连接至一个或多个硫醚部分。每个硫醚部分也经由自烯基团衍生的乙烯单元连接至Q部分。
在式(A)的一些实施方案中,P可选自肽和蛋白质激素、生长因子、细胞因子、白细胞介素、受体、可溶性受体、治疗蛋白、酶和结构蛋白。生长因子可包括AM、Ang、BMP、BDNF、GDNF、GCSF、GM-CSF、GDF、HGF、HDGF、KGF、MSF、NGF、TPO、FBS、EPO、IGF、EGF、FGF、TGF、PDGF和白介素,包括其衍生物和家族成员。结构蛋白包括纤维蛋白、纤维蛋白原、纤连蛋白、角蛋白、肌动蛋白、层粘连蛋白和胶原。
在式(A)的一些实施方案中,所述多肽P进一步包含已知对蛋白酶敏感的肽序列。在另一实施方案中,所述多肽为侧面有活性硫醇的纤溶酶可降解肽。在另一实施方案中,两种纤溶酶可降解序列包含在所述肽内。在具体的实施方案中,所述多肽为侧面有高半胱氨酸的基质金属蛋白酶(MMP)可降解肽,以创造通过细胞分泌的MMP降解的水凝胶网状物。
在一些实施方案中,x为1,其中一个Q部分连接至多肽P。在一些实施方案中,x为2、3、4或更大的整数。
在式(A)的某些实施方案中,所述P部分选自肽和蛋白质激素、生长因子、细胞因子、白细胞介素、受体、可溶性受体、治疗蛋白、酶和结构蛋白。生长因子可包括AM、Ang、BMP、BDNF、GDNF、GCSF、GM-CSF、GDF、HGF、HDGF、KGF、MSF、NGF、TPO、FBS、EPO、IGF、EGF、FGF、TGF、PDGF和白介素,包括其衍生物和家族成员。结构蛋白包括纤维蛋白、纤维蛋白原、纤连蛋白、角蛋白、肌动蛋白、层粘连蛋白和胶原。
在一些实施方案中,连接至多肽P的Q部分针对意在赋予修饰的具体功能性质而选择,作为非限制性实例,引入荧光团或发色团,引入亲和标签,引入酶活性,引入某一化学部分或多个部分,引入亲水性、疏水性或两亲性聚合物尾部以便操纵溶解度、药动学、药效学或与生物膜或固体表面的相互作用,产生用于进一步聚合的含多肽的聚合物或远螯单体等,并且可包括以下的适当衍生物(非限制性实例):聚(乳酸)(PLA)、聚乙交酯(PGA)、PLA和PGA的共聚物(PLGA)、聚(乙烯醇)(PVA)、聚(乙二醇)(PEG)、聚(环氧乙烷)、聚(环氧乙烷)-共-聚(环氧丙烷)嵌段共聚物(泊洛沙姆、美罗沙波)、泊洛沙胺、聚酐、聚原酸酯、聚(羟基酸)、聚二噁烷酮、聚碳酸酯、聚氨基碳酸酯、聚(乙烯吡咯烷酮)、聚(乙基噁唑啉)、聚氨酯、羧甲基纤维素、羟基烷基化纤维素诸如羟乙基纤维素和甲基羟基丙基纤维素,及天然聚合物诸如多肽、多糖或碳水化合物诸如聚蔗糖、透明质酸、葡聚糖及其类似衍生物,硫酸乙酰肝素、硫酸软骨素、肝素或藻酸盐,及蛋白质诸如明胶、胶原蛋白、白蛋白或卵白蛋白、纤维蛋白原、纤维蛋白、层粘连蛋白、纤连蛋白、玻连蛋白,荧光蛋白诸如绿色荧光蛋白或其类似物、荧光和非荧光染料、荧光猝灭剂,高亲和力标签,诸如多肽标签(His-标记物、FLAG-标签等),抗体及其片段、核酸适体、寡核苷酸和多核苷酸,高级大分子集合体诸如核糖核蛋白、病毒衣壳等。所述第二部分的反应性烯基团可选自任何合适的烯属不饱和基团,诸如,但不限于,乙烯基乙酰基、乙烯基酯、乙烯基磺酰基、乙烯基醚、烯丙基、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、丙烯酰胺基、马来酰亚胺基、丙烯基醚、烯丙基醚、烯基、不饱和酯、二烯基、N-乙烯基氨甲酰基和降冰片-2-烯-5-基。连接至多肽P的Q部分可包含聚合物部分,诸如,但不限于,聚(乳酸)(PLA);聚乙交酯(PGA);PLA和PGA的共聚物(PLGA);聚(乙烯醇)(PVA);聚(乙二醇)(PEG);聚(环氧乙烷);聚(环氧乙烷)-共-聚(环氧丙烷)嵌段共聚物;泊洛沙胺;聚酐;聚原酸酯;聚(羟基酸);聚二噁烷酮;聚碳酸酯;聚氨基碳酸酯;聚(乙烯吡咯烷酮);聚(乙基噁唑啉);聚氨酯;羧甲基纤维素;羟基烷基化纤维素;多肽;核酸;修饰的核酸;锁核酸;多糖;碳水化合物;硫酸乙酰肝素;硫酸软骨素;肝素;藻酸盐;及其组合。在一些实施方案中,所述第二部分可包含生物活性组分。
在式(A)的某些实施方案中,连接至多肽P的Q部分可包含生物活性组分,诸如任一种本文所述的生物活性组分。在一些实施方案中,所述Q部分包含本文所述的聚合物、捕获部分、标记物、碳水化合物、核酸或第二多肽。
在一些实施方案中,式(A)化合物通过以下方式产生:使式P-[Ct-SH]x化合物与式CH2=CH-Q化合物和自由基引发剂(诸如本文所述的光引发剂),例如,在本文所述的促进自由基介导的硫醇-烯反应的条件下反应,其中P、Ct、t、Q和x如针对式(A)所定义或其任意变型。在一个方面,CH2=CH-Q的CH2=CH-部分为选自以下的反应性烯基团:乙烯基乙酰基、乙烯基酯、乙烯基磺酰基、乙烯基醚、烯丙基、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、丙烯酰胺基、烯丙基醚、烯基、不饱和酯、二烯基和N-乙烯基氨甲酰基。
应当理解,CH2=CH-Q表示携带末端、未取代的烯烃部分的烯基团,但是也可使用经取代的烯烃并且也在本文中描述。因此,应当理解,本发明还提供其中C-C部分衍生自除了末端、未取代的烯烃以外的烯烃的式(A)化合物,并且可通过以下方式产生:使式P-[Ct-SH]x与式T-Q化合物和自由基引发剂(诸如本文所述的光引发剂)在自由基介导的反应条件下反应,其中P、Ct、t、Q和x如针对式(A)所定义或其任何变型,且T表示除末端、未取代的烯烃部分以外的烯烃部分。在一个方面,T-Q为下式的环烯烃部分,其中环G为单环或二环环烯烃,其可具有的一个或多个选自O、S和N的环杂原子,并且其可取代有一个或多个选自以下的取代基:氧代、卤素、烷基和烷氧基,并且其中所述二环环烯烃可为稠合、桥接或螺二环。应当理解,Q可直接附接至T或可经由接头部分连接至T,诸如,作为非限制性实例,酰胺官能团、酯官能团或其组合。T-Q的实例包括用马来酰亚胺基、丙烯基醚基、降冰片-2-烯-5-基或其任意组合衍生的Q部分,其中任意一个或多个可直接连接至Q或经由接头部分连接至Q,诸如,作为非限制性实例,酰胺官能团、酯官能团或其组合。
在一些实施方案中,T-Q的T部分为降冰片-2-烯-5-基。如本领域技术人员所理解,存在许多方式将CH2=CH-部分添加至CH2=CH-Q的Q部分或将T部分添加至T-Q的Q部分。这些方法可得到携带烯/炔的部分与烯/炔官能团之间的接头基团,诸如,作为非限制性实例,酰胺官能团、酯官能团或其组合。在优选的实施方案中,用5-降冰片烯-2-羧酸修饰PEG,由此使得经由酯连接键将一个或多个末端降冰片烯(降冰片-2-烯-5-基)添加至PEG。在另一实施方案中,用NHS-降冰片烯修饰PEG胺,由此使得经由酰胺连接键将一个或多个末端降冰片烯(降冰片-2-烯-5-基)添加至PEG。在一些实施方案中,CH2=CH-Q的CH2=CH-部分选自以下的部分:CH2=CH-C(=O)-、CH2=CH-S(=O)2-、CH2=CH-O-、CH2=CH-(C0-C4)-烷二基-、CH2=CH-C(=O)O-、CH2=C(CH3)-C(=O)O-、CH2=CH-C(=O)NH-、CH2=CH-CH2-O-和CH2=CH-NHC(=O)-,并且T-Q的T部分选自-CH(CH3)=CH-O-和其中星号表示键合至Q基团,其可为直接键或经由接头部分,诸如,作为非限制性实例,酰胺官能团、酯官能团或其组合。
在一些实施方案中,式(A)化合物在减少的氧环境中或在不存在氧的情况下,诸如在经脱气的溶剂存在下产生。
在下表3中举例说明了式CH2=CH-Q和T-Q的各种化合物和对应的式(A)化合物的非限制性实例,其中x为1(即(A)具有式P-Ct-S-C-C-Q)。在下表3中举例说明了式P-Ct-SH的各种化合物和对应的式(A)化合物的非限制性实例,其中x为1(即(A)具有式P-Ct-S-C-C-Q)。
表3
表4:
本发明还提供式(B)化合物:
[P-Ct-S-C-C]y-Q
其中P为多肽,t≥2,Ct为包含至少两个碳原子的接头(即,经由长度为两个碳原子或更长的接头将P连接至硫醚部分),y为1或大于1的整数(例如,2、3、4或更大)且Q选自聚(乳酸)(PLA);聚乙交酯(PGA);PLA和PGA的共聚物(PLGA);聚(乙烯醇)(PVA);聚(乙二醇)(PEG);聚(环氧乙烷);聚(环氧乙烷)-共-聚(环氧丙烷)嵌段共聚物;泊洛沙胺;聚酐;聚原酸酯;聚(羟基酸);聚二噁烷酮;聚碳酸酯;聚氨基碳酸酯;聚(乙烯吡咯烷酮);聚(乙基噁唑啉);聚氨酯;羧甲基纤维素;羟基烷基化纤维素;多肽;核酸;修饰的核酸;锁核酸;多糖;碳水化合物;硫酸乙酰肝素;硫酸软骨素;肝素;藻酸盐;及其组合。针对式(A)描述的P、Ct、t和Q的所有变型同样适用于并且针对式(B)进行描述,如同每个描述、变化、方面或实施方案被具体和单独针对式(B)列出。也就是说,应当理解,式(A)描述了其中可将多于一个-Ct-S-C-C-Q附加到给定P的材料,并且式(B)描述其中可将多于一个P-Ct-S-C-C-附加到给定Q的材料,但是基本的P、Ct、t和Q可在两个式中相同。
在一些实施方案中,Ct选自(C2-C6)烷二基-、-C(=O)-(C1-C6)-烷二基-和-C(=O)-(C1-C6)-烷二基-(O-CH2CH2)z-,其中z为1-10,000的整数。在一些实施方案中,Ct可进一步取代有一个或多个选自卤素、烷基和烷氧基的取代基。如本领域技术人员所理解,硫原子与Q之间的各C-C部分为由反应性硫醇基团与反应性烯基团的硫醇-烯反应得到的部分,诸如独立选自以下的反应性烯基团:乙烯基乙酰基、乙烯基酯、乙烯基磺酰基、乙烯基醚、烯丙基、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、丙烯酰胺基、马来酰亚胺基、丙烯基醚、烯丙基醚、烯基、不饱和酯、二烯基、N-乙烯基氨甲酰基和降冰片-2-烯-5-基。在一些实施方案中,硫原子与Q之间的C-C部分为由反应性硫醇基团与反应性烯基团的硫醇-烯反应得到的部分,其中所述反应性烯基团为降冰片-2-烯-5-基。如本领域技术人员所理解,有多种将C-C部分添加至Q基团的方式。这些方法可得到携带烯/炔的部分与烯/炔官能团之间的接头基团,诸如,作为非限制性实例,酰胺官能团、酯官能团或其组合。在一个实施方案中,用5-降冰片烯-2-羧酸修饰PEG,由此使得经由酯连接键将一个或多个末端降冰片烯部分添加至PEG。在另一实施方案中,用NHS-降冰片烯修饰PEG胺,由此使得经由酰胺连接键将一个或多个末端降冰片烯部分添加至PEG。在一些实施方案中,硫原子与Q之间的各C-C部分为独立选自以下的部分:-CH2-CH2-CH2-C(=O)-、-CH2-CH2-OC(=O)-、-CH2-CH2-S(=O)2-、-CH2-CH2-O-、-(C2-C6)-烷二基-、-CH2-CH2-C(=O)O-、-CH2-CH(CH3)-C(=O)O-、-CH2-CH2-C(=O)NH-、-CH(CH3)-CH2-O-、-CH2-CH2-CH2-O-、-CH2-CH2-NHC(=O)-、和其中第一虚线(-C-C)或波浪线表示键合至硫原子和第二虚线(C-C-)或键合至Q基团,其可为直接键或经由接头部分,诸如,作为非限制性实例,酰胺官能团、酯官能团或其组合。应当理解,这种C-C部分衍生自包含选自以下的部分的烯基团:乙烯基乙酰基、乙烯基酯、乙烯基磺酰基、乙烯基醚、烯丙基、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、丙烯酰胺基、马来酰亚胺基、丙烯基醚、烯丙基醚、烯基、不饱和酯、二烯基、N-乙烯基氨甲酰基和降冰片-2-烯-5-基。
在一些实施方案中,式(B)化合物通过以下方式产生:使式P-Ct-SH化合物与式[CH2=CH]yQ化合物和自由基引发剂(诸如本文所述的光引发剂),例如,在本文所述的促进自由基介导的硫醇-烯反应的条件下反应,其中P、Ct、t、Q和y如针对式(B)所定义或其任意变型。
在一个方面,[CH2=CH]yQ的每个CH2=CH-部分为独立选自以下的反应性烯基团:乙烯基乙酰基、乙烯基酯、乙烯基磺酰基、乙烯基醚、烯丙基、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、丙烯酰胺基、烯丙基醚、烯基、不饱和酯、二烯基和N-乙烯基氨甲酰基。
应当理解,[CH2=CH]yQ表示携带一个或多个末端、未取代的烯烃部分的烯基团,但是也可使用经取代的烯烃并且也在本文中描述。因此,应当理解,本发明还提供其中C-C部分衍生自除了末端、未取代的烯烃以外的烯烃的式(B)化合物,并且可通过以下方式产生:使式P-Ct-SH与式[T]y-Q化合物和自由基引发剂(诸如本文所述的光引发剂)在自由基介导的反应条件下反应,其中P、Ct、t、Q和x如针对式(B)所定义或其任何变型,且T表示除末端、未取代的烯烃部分以外的烯烃部分。在一个方面,[T]y-Q包含一个或多个环烯烃部分且[T]y-Q具有下式其中每个环G独立地为单环或二环环烯烃,其可具有的一个或多个选自O、S和N的环杂原子,并且其可取代有一个或多个选自以下的取代基:氧代、卤素、烷基和烷氧基,且其中所述二环环烯烃可为稠合、桥接或螺二环。应当理解,Q可直接(对于一个或多个T部分而言独立地)附接至T或可经由接头部分连接至T,诸如,作为非限制性实例,酰胺官能团、酯官能团或其组合。[T]y-Q的实例包括用马来酰亚胺基、丙烯基醚基、降冰片-2-烯-5-基及其任意组合衍生的Q部分,其中任意一个或多个可直接连接至Q或经由接头部分连接至Q,诸如,作为非限制性实例,酰胺官能团、酯官能团或其组合。
在一些实施方案中,[T]y-Q的每个T部分为降冰片-2-烯-5-基。如本领域技术人员所理解,存在许多方式将一个或多个CH2=CH-部分添加至[CH2=CH]yQ的Q基团或将一个或多个T部分添加至[T]y-Q的Q基团。这些方法可得到携带烯/炔的部分与烯/炔官能团之间的接头基团,诸如,作为非限制性实例,酰胺官能团、酯官能团或其组合。在优选的实施方案中,用5-降冰片烯-2-羧酸修饰PEG,由此使得经由酯连接键将一个或多个末端降冰片烯添加至PEG。在另一实施方案中,用NHS-降冰片烯修饰PEG胺,由此使得经由酰胺连接键将一个或多个末端降冰片烯添加至PEG。在一些实施方案中,[CH2=CH]yQ的每个CH2=CH-部分为独立选自以下的部分:CH2=CH-C(=O)-、CH2=CH-S(=O)2-、CH2=CH-O-、CH2=CH-(C0-C4)-烷二基-、CH2=CH-C(=O)O-、CH2=C(CH3)-C(=O)O-、CH2=CH-C(=O)NH-、CH2=CH-CH2-O-和CH2=CH-NHC(=O)-,并且[T]y-Q的每个T部分独立选自-CH(CH3)=CH-O-和其中星号表示键合至Q基团,其可为直接键或经由接头部分,诸如,作为非限制性实例,酰胺官能团、酯官能团或其组合。在一些实施方案中,式(B)化合物在减少的氧环境中或在不存在氧的情况下,诸如在经脱气的溶剂存在下产生。
在一些实施方案中,式(B)化合物在减少的氧气环境中或在不存在氧气的情况下产生。
在式(B)的一些实施方案中,P可选自肽和蛋白质激素、生长因子、细胞因子、白细胞介素、受体、可溶性受体、治疗蛋白、酶和结构蛋白。生长因子可包括AM、Ang、BMP、BDNF、GDNF、GCSF、GM-CSF、GDF、HGF、HDGF、KGF、MSF、NGF、TPO、FBS、EPO、IGF、EGF、FGF、TGF、PDGF和白介素,包括其衍生物和家族成员。结构蛋白包括纤维蛋白、纤维蛋白原、纤连蛋白、角蛋白、肌动蛋白、层粘连蛋白和胶原。
在式(B)的一些实施方案中,所述多肽P进一步包含已知对蛋白酶敏感的肽序列。在具体的实施方案中,所述多肽为侧面有高半胱氨酸的基质金属蛋白酶(MMP)可降解肽,以建立通过细胞分泌的MMP降解的水凝胶网状物。在另一实施方案中,所述多肽为侧面有活性硫醇的纤溶酶可降解肽。在另一实施方案中,两种纤溶酶可降解序列包含在所述肽内。
在式(B)的一些实施方案中,Q为式(Qa)的聚合物部分:
其中,R1和R2独立选自聚(乳酸)(PLA);聚乙交酯(PGA);PLA和PGA的共聚物(PLGA);聚(乙烯醇)(PVA);聚(乙二醇)(PEG);聚(环氧乙烷);聚(环氧乙烷)-共-聚(环氧丙烷)嵌段共聚物;泊洛沙胺;聚酐;聚原酸酯;聚(羟基酸);聚二噁烷酮;聚碳酸酯;聚氨基碳酸酯;聚(乙烯吡咯烷酮);聚(乙基噁唑啉);聚氨酯;羧甲基纤维素;羟基烷基化纤维素;多肽;核酸;修饰的核酸;锁核酸;多糖;碳水化合物;硫酸乙酰肝素;硫酸软骨素;肝素;藻酸盐;及其组合;且其中表示与式(B)的P-Ct-S-部分之一的硫原子或式(Qa)的聚合物部分的另一亚基的硫醚部分中任一者的附接点。在一些实施方案中,R1为式-Ct-R1a-Ct-的多肽,其中R1a为多肽,t≥2且Ct是包含至少两个碳原子的接头。在一些实施方案中,Ct选自(C2-C6)烷二基-、-C(=O)-(C1-C6)-烷二基-和-C(=O)-(C1-C6)-烷二基-(O-CH2CH2)z-,其中z为1-10,000的整数。在一些实施方案中,Ct可进一步取代有一个或多个选自卤素、烷基和烷氧基的取代基。如本领域技术人员所理解,硫原子与R2之间的每个C-C部分为由反应性硫醇基团与反应性烯基团的硫醇-烯反应得到的部分,诸如独立选自以下的反应性烯基团:乙烯基乙酰基、乙烯基酯、乙烯基磺酰基、乙烯基醚、烯丙基、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、丙烯酰胺基、马来酰亚胺基、丙烯基醚、烯丙基醚、烯基、不饱和酯、二烯基、N-乙烯基氨甲酰基和降冰片-2-烯-5-基。在一些实施方案中,硫原子与R2之间的C-C部分为由反应性硫醇基团与反应性烯基团的硫醇-烯反应得到的部分,其中所述反应性烯基团为降冰片-2-烯-5-基。如本领域技术人员所理解,存在许多方式将C-C部分添加至R2基团。这些方法可得到携带烯/炔的部分与烯/炔官能团之间的接头基团,诸如,作为非限制性实例,酰胺官能团、酯官能团或其组合。在一个实施方案中,用5-降冰片烯-2-羧酸修饰PEG,由此使得经由酯连接键将一个或多个末端降冰片烯部分(降冰片-2-烯-5-基)添加至PEG。在另一实施方案中,用NHS-降冰片烯修饰PEG胺,由此使得经由酰胺连接键将一个或多个末端降冰片烯部分(降冰片-2-烯-5-基)添加至PEG。在一些实施方案中,硫原子与R2之间的每个C-C部分为独立选自以下的部分:-CH2-CH2-CH2-C(=O)-、-CH2-CH2-OC(=O)-、-CH2-CH2-S(=O)2-、-CH2-CH2-O-、-(C2-C6)-烷二基-、-CH2-CH2-C(=O)O-、-CH2-CH(CH3)-C(=O)O-、-CH2-CH2-C(=O)NH-、-CH(CH3)-CH2-O-、-CH2-CH2-CH2-O-、-CH2-CH2-NHC(=O)-、和其中第一虚线(-C-C)或波浪线表示键合至硫原子和第二虚线(C-C-)或键合至R2基团,其可为直接键或经由接头部分,诸如,作为非限制性实例,酰胺官能团、酯官能团或其组合。应当理解,这种C-C部分衍生自包含选自以下的部分的烯基团:乙烯基乙酰基、乙烯基酯、乙烯基磺酰基、乙烯基醚、烯丙基、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、丙烯酰胺基、马来酰亚胺基、丙烯基醚、烯丙基醚、烯基、不饱和酯、二烯基、N-乙烯基氨甲酰基和降冰片-2-烯-5-基。
R1和R2可取决于所得聚合物材料的期望性质而在尺寸上变化。更具体地,R1和R2的分子量可在约30 Da至约50000 Da的范围内。在形成本发明的聚合物材料之前,可将R1衍生以包括两个或更多个反应性硫醇基团且可将R2衍生以包括三个或更多个反应性烯基团,由此使得它们可参与光引发的硫醇-烯聚合,它们可参与光引发的硫醇-烯聚合。硫醇化的大分子单体诸如聚(乙二醇)二硫醇为可商购的。所述反应性烯基团可选自具有碳-碳双键的任何合适的化合物。例如,所述反应性烯基团可选自任何合适的烯属不饱和基团,诸如,但不限于,乙烯基乙酰基、乙烯基酯、乙烯基磺酰基、乙烯基醚、烯丙基、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、丙烯酰胺基、马来酰亚胺基、丙烯基醚、烯丙基醚、烯基、不饱和酯、二烯基、N-乙烯基氨甲酰基和降冰片-2-烯-5-基。因此,应当理解,在上述重复单元中,所述碳可为CH2或者可在重复基团中的一个或多于一个碳原子处被取代,甚至包括掺入双键的环结构。如果R1用两个反应性硫醇基团衍生化且R2用两个反应性烯基团衍生化,所得的硫醇-烯聚合物将是由交替的R1和R2节段组成的直链共聚物。然而,硫醇-烯聚合物材料优选形成为含有交联和分支。因此,衍生化的R1和R2节段优选每个分子具有多于两个可参与交联和聚合的反应性硫醇基团或反应性烯基团。分支和交联的程度可通过使用不同衍生化的R1和R2节段进行控制,并控制起始物质的浓度。在一些实施方案中,R1为式-Ct-R1b-Ct-的多肽,其中R1b为多肽,t≥1且Ct为包含至少一个碳原子的接头,其中R1b的每个残基包含可选自以下的Ct接头:天然氨基酸残基、稀有氨基酸残基、非天然氨基酸残基、氨基酸类似物残基或氨基酸模拟物残基,条件是包含Ct接头的天然氨基酸残基不是半胱氨酸残基。在一些实施方案中,所述非天然氨基酸残基为经硫醇取代的β氨基酸残基、经硫醇取代的γ氨基酸残基、经硫醇取代的δ氨基酸残基或经硫醇取代的ε氨基酸残基。在一些实施方案中,所述氨基酸类似物残基或氨基酸模拟物残基衍生自天然氨基酸残基或其中羰基官能团被亚甲基部分替代的非天然氨基酸残基。在一些实施方案中,所述氨基酸类似物残基或氨基酸模拟物残基衍生自天然氨基酸残基或其中氨基官能团被亚甲基替代的非天然氨基酸残基。在一些实施方案中,Ct选自(C2-C6)烷二基-、-C(=O)-(C1-C6)-烷二基-和-C(=O)-(C1-C6)-烷二基-(O-CH2CH2)z-,其中z为1-10,000的整数。在一些实施方案中,Ct可进一步取代有一个或多个选自以下的取代基:卤素、烷基和烷氧基。
在式(B)的一些实施方案中,Q为式(Qb)的聚合物部分:
其中,R1和R2独立选自聚(乳酸)(PLA);聚乙交酯(PGA);PLA和PGA的共聚物(PLGA);聚(乙烯醇)(PVA);聚(乙二醇)(PEG);聚(环氧乙烷);聚(环氧乙烷)-共-聚(环氧丙烷)嵌段共聚物;泊洛沙胺;聚酐;聚原酸酯;聚(羟基酸);聚二噁烷酮;聚碳酸酯;聚氨基碳酸酯;聚(乙烯吡咯烷酮);聚(乙基噁唑啉);聚氨酯;羧甲基纤维素;羟基烷基化纤维素;多肽;核酸;修饰的核酸;锁核酸;多糖;碳水化合物;硫酸乙酰肝素;硫酸软骨素;肝素;藻酸盐;及其组合;且其中表示与式(B)的P-Ct-S-部分之一的硫原子或式(Qb)的聚合物部分的另一亚基的硫醚部分中任一者的附接点。在一些实施方案中,R1为式-Ct-R1a-Ct-的多肽,其中R1a为多肽,t≥2且Ct是包含至少两个碳原子的接头。在一些实施方案中,Ct选自(C2-C6)烷二基-、-C(=O)-(C1-C6)-烷二基-和-C(=O)-(C1-C6)-烷二基-(O-CH2CH2)z-,其中z为1-10,000的整数。在一些实施方案中,Ct可进一步取代有一个或多个选自卤素、烷基和烷氧基的取代基。如本领域技术人员所理解,硫原子与R2之间的每个C-C部分为由反应性硫醇基团与反应性烯基团的硫醇-烯反应得到的部分,诸如独立选自以下的反应性烯基团:乙烯基乙酰基、乙烯基酯、乙烯基磺酰基、乙烯基醚、烯丙基、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、丙烯酰胺基、马来酰亚胺基、丙烯基醚、烯丙基醚、烯基、不饱和酯、二烯基、N-乙烯基氨甲酰基和降冰片-2-烯-5-基。在一些实施方案中,硫原子与R2之间的C-C部分为由反应性硫醇基团与反应性烯基团的硫醇-烯反应得到的部分,其中所述反应性烯基团为降冰片-2-烯-5-基。如本领域技术人员所理解,存在许多方式将C-C部分添加至R2基团。这些方法可得到携带烯/炔的部分与烯/炔官能团之间的接头基团,诸如,作为非限制性实例,酰胺官能团、酯官能团或其组合。在一个实施方案中,用5-降冰片烯-2-羧酸修饰PEG,由此使得经由酯连接键将一个或多个末端降冰片烯部分(降冰片-2-烯-5-基)添加至PEG。在另一实施方案中,用NHS-降冰片烯修饰PEG胺,由此使得经由酰胺连接键将一个或多个末端降冰片烯部分(降冰片-2-烯-5-基)添加至PEG。在一些实施方案中,硫原子与R2之间的每个C-C部分为独立选自以下的部分:-CH2-CH2-CH2-C(=O)-、-CH2-CH2-OC(=O)-、-CH2-CH2-S(=O)2-、-CH2-CH2-O-、-(C2-C6)-烷二基-、-CH2-CH2-C(=O)O-、-CH2-CH(CH3)-C(=O)O-、-CH2-CH2-C(=O)NH-、-CH(CH3)-CH2-O-、-CH2-CH2-CH2-O-、-CH2-CH2-NHC(=O)-、和其中第一虚线(-C-C)或波浪线表示键合至硫原子和第二虚线(C-C-)或键合至R2基团,其可为直接键或经由接头部分,诸如,作为非限制性实例,酰胺官能团、酯官能团或其组合。应当理解,这种C-C部分衍生自包含选自以下的部分的烯基团:乙烯基乙酰基、乙烯基酯、乙烯基磺酰基、乙烯基醚、烯丙基、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、丙烯酰胺基、马来酰亚胺基、丙烯基醚、烯丙基醚、烯基、不饱和酯、二烯基、N-乙烯基氨甲酰基和降冰片-2-烯-5-基。在一些实施方案中,R1为式-Ct-R1b-Ct-的多肽,其中R1b为多肽,t≥1且Ct为包含至少一个碳原子的接头,其中R1b的每个残基包含可选自以下的Ct接头:天然氨基酸残基、稀有氨基酸残基、非天然氨基酸残基、氨基酸类似物残基或氨基酸模拟物残基,条件是包含Ct接头的天然氨基酸残基不是半胱氨酸残基。在一些实施方案中,所述非天然氨基酸残基为经硫醇取代的β氨基酸残基、经硫醇取代的γ氨基酸残基、经硫醇取代的δ氨基酸残基或经硫醇取代的ε氨基酸残基。在一些实施方案中,所述氨基酸类似物残基或氨基酸模拟物残基衍生自天然氨基酸残基或其中羰基官能团被亚甲基部分替代的非天然氨基酸残基。在一些实施方案中,所述氨基酸类似物残基或氨基酸模拟物残基衍生自天然氨基酸残基或其中氨基官能团被亚甲基替代的非天然氨基酸残基。在一些实施方案中,Ct选自(C2-C6)烷二基-、-C(=O)-(C1-C6)-烷二基-和-C(=O)-(C1-C6)-烷二基-(O-CH2CH2)z-,其中z为1-10,000的整数。在一些实施方案中,Ct可进一步取代有一个或多个选自卤素、烷基和烷氧基的取代基。
R1和R2可取决于所得聚合物材料的期望性质而在尺寸上变化。更具体地,R1和R2的分子量可在约30Da至约50000Da的范围内。在形成本发明的聚合物材料之前,可将R1衍生以包括两个或更多个反应性硫醇基团且可将R2衍生以包括三个或更多个反应性烯基团,由此使得它们可参与光引发的硫醇-烯聚合,它们可参与光引发的硫醇-烯聚合。硫醇化的大分子单体诸如聚(乙二醇)二硫醇为可商购的。所述反应性烯基团可选自具有碳-碳双键的任何合适的化合物。例如,所述反应性烯基团可选自任何合适的烯属不饱和基团,诸如,但不限于,乙烯基乙酰基、乙烯基酯、乙烯基磺酰基、乙烯基醚、烯丙基、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、丙烯酰胺基、马来酰亚胺基、丙烯基醚、烯丙基醚、烯基、不饱和酯、二烯基、N-乙烯基氨甲酰基和降冰片-2-烯-5-基。因此,应当理解,在上述重复单元中,所述碳可为CH2或者可在重复基团中的一个或多于一个碳原子处被取代,甚至包括掺入双键的环结构。如果R1用两个反应性硫醇基团衍生化且R2用两个反应性烯基团衍生化,所得的硫醇-烯聚合物将是由交替的R1和R2节段组成的直链共聚物。然而,硫醇-烯聚合物材料优选形成为含有交联和分支。因此,衍生化的R1和R2链段优选每个分子具有多于两个可参与交联和聚合的反应性硫醇基团或反应性烯基团。分支和交联的程度可通过使用不同衍生化的R1和R2节段进行控制,并控制起始物质的浓度。
本发明还提供聚合物材料(例如硫醇-烯水凝胶),其包含重复的式(I)单元:
其中X为多肽,t≥2,Ct为包含至少两个碳原子的接头(即,X经由长度为两个碳原子或更长的接头连接至两个硫醚部分),且Y选自聚(乳酸)(PLA);聚乙交酯(PGA);PLA和PGA的共聚物(PLGA);聚(乙烯醇)(PVA);聚(乙二醇)(PEG);聚(环氧乙烷);聚(环氧乙烷)-共-聚(环氧丙烷)嵌段共聚物;泊洛沙胺;聚酐;聚原酸酯;聚(羟基酸);聚二噁烷酮;聚碳酸酯;聚氨基碳酸酯;聚(乙烯吡咯烷酮);聚(乙基噁唑啉);聚氨酯;羧甲基纤维素;羟基烷基化纤维素;多肽;核酸;修饰的核酸;锁核酸;多糖;碳水化合物;硫酸乙酰肝素;硫酸软骨素;肝素;藻酸盐;及其组合。在一些实施方案中,Ct选自(C2-C6)烷二基-、-C(=O)-(C1-C6)-烷二基-和-C(=O)-(C1-C6)-烷二基-(O-CH2CH2)z-,其中z为1-10,000的整数。在一些实施方案中,Ct可进一步取代有一个或多个选自卤素、烷基和烷氧基的取代基。如本领域技术人员所理解,硫原子与Y之间的每个C-C部分为由反应性硫醇基团与反应性烯基团的硫醇-烯反应得到的部分诸如独立选自以下的反应性烯基团:乙烯基乙酰基、乙烯基酯、乙烯基磺酰基、乙烯基醚、烯丙基、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、丙烯酰胺基、马来酰亚胺基、丙烯基醚、烯丙基醚、烯基、不饱和酯、二烯基、N-乙烯基氨甲酰基和降冰片-2-烯-5-基。在一些实施方案中,硫原子与Y之间的C-C部分为由反应性硫醇基团与反应性烯基团的硫醇-烯反应得到的部分,其中所述反应性烯基团为降冰片-2-烯-5-基。如本领域技术人员所理解,有多种将C-C部分添加至Y基团的方式。这些方法可得到携带烯/炔的部分与烯/炔官能团之间的接头基团,诸如,作为非限制性实例,酰胺官能团、酯官能团或其组合。在一个实施方案中,用5-降冰片烯-2-羧酸修饰PEG,由此使得经由酯连接键将一个或多个末端降冰片烯部分(降冰片-2-烯-5-基)添加至PEG。在另一实施方案中,用NHS-降冰片烯修饰PEG胺,由此使得经由酰胺连接键将一个或多个末端降冰片烯部分(降冰片-2-烯-5-基)添加至PEG。在一些实施方案中,硫原子与Y之间的每个C-C部分为独立选自以下的部分:-CH2-CH2-CH2-C(=O)-、-CH2-CH2-OC(=O)-、-CH2-CH2-S(=O)2-、-CH2-CH2-O-、-(C2-C6)-烷二基-、-CH2-CH2-C(=O)O-、-CH2-CH(CH3)-C(=O)O-、-CH2-CH2-C(=O)NH-、-CH(CH3)-CH2-O-、-CH2-CH2-CH2-O-、-CH2-CH2-NHC(=O)-、和其中第一虚线(-C-C)或波浪线表示键合至硫原子和第二虚线(C-C-)或键合至Y基团,其可为直接键或经由接头部分,诸如,作为非限制性实例,酰胺官能团、酯官能团或其组合。应当理解,这种C-C部分衍生自包含选自以下的部分的烯基团:乙烯基乙酰基、乙烯基酯、乙烯基磺酰基、乙烯基醚、烯丙基、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、丙烯酰胺基、马来酰亚胺基、丙烯基醚、烯丙基醚、烯基、不饱和酯、二烯基、N-乙烯基氨甲酰基和降冰片-2-烯-5-基。
本发明还提供聚合物材料[例如,涉及硫醇-烯水凝胶],其包含重复的式(II)单元:
其中X为多肽,t≥2,Ct为包含至少两个碳原子的接头(即,X经由长度为两个碳原子或更长的接头连接至两个硫醚部分),且Y选自聚(乳酸)(PLA);聚乙交酯(PGA);PLA和PGA的共聚物(PLGA);聚(乙烯醇)(PVA);聚(乙二醇)(PEG);聚(环氧乙烷);聚(环氧乙烷)-共-聚(环氧丙烷)嵌段共聚物;泊洛沙胺;聚酐;聚原酸酯;聚(羟基酸);聚二噁烷酮;聚碳酸酯;聚氨基碳酸酯;聚(乙烯吡咯烷酮);聚(乙基噁唑啉);聚氨酯;羧甲基纤维素;羟基烷基化纤维素;多肽;核酸;修饰的核酸;锁核酸;多糖;碳水化合物;硫酸乙酰肝素;硫酸软骨素;肝素;藻酸盐;及其组合;其中表示与式(II)的聚合物部分的另一亚基的硫醚部分附接的点。在一些实施方案中,Ct选自(C2-C6)烷二基-、-C(=O)-(C1-C6)-烷二基-和-C(=O)-(C1-C6)-烷二基-(O-CH2CH2)z-,其中z为1-10,000的整数。在一些实施方案中,Ct可进一步取代有一个或多个选自卤素、烷基和烷氧基的取代基。如本领域技术人员所理解,硫原子与Y之间的每个C-C部分为由反应性硫醇基团与反应性烯基团的硫醇-烯反应得到的部分诸如独立选自以下的反应性烯基团:乙烯基乙酰基、乙烯基酯、乙烯基磺酰基、乙烯基醚、烯丙基、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、丙烯酰胺基、马来酰亚胺基、丙烯基醚、烯丙基醚、烯基、不饱和酯、二烯基、N-乙烯基氨甲酰基和降冰片-2-烯-5-基。在一些实施方案中,硫原子与Y之间的C-C部分为由反应性硫醇基团与反应性烯基团的硫醇-烯反应得到的部分,其中所述反应性烯基团为降冰片-2-烯-5-基。如本领域技术人员所理解,有多种将C-C部分添加至Y基团的方式。这些方法可得到携带烯/炔的部分与烯/炔官能团之间的接头基团,诸如,作为非限制性实例,酰胺官能团、酯官能团或其组合。在一个实施方案中,用5-降冰片烯-2-羧酸修饰PEG,由此使得经由酯连接键将一个或多个末端降冰片烯部分(降冰片-2-烯-5-基)添加至PEG。在另一实施方案中,用NHS-降冰片烯修饰PEG胺,由此使得经由酰胺连接键将一个或多个末端降冰片烯部分(降冰片-2-烯-5-基)添加至PEG。在一些实施方案中,硫原子与Y之间的每个C-C部分为独立选自以下的部分:-CH2-CH2-CH2-C(=O)-、-CH2-CH2-OC(=O)-、-CH2-CH2-S(=O)2-、-CH2-CH2-O-、-(C2-C6)-烷二基-、-CH2-CH2-C(=O)O-、-CH2-CH(CH3)-C(=O)O-、-CH2-CH2-C(=O)NH-、-CH(CH3)-CH2-O-、-CH2-CH2-CH2-O-、-CH2-CH2-NHC(=O)-、和其中第一虚线(-C-C)或波浪线表示键合至硫原子和第二虚线(C-C-)或键合至Y基团,其可为直接键或经由接头部分,诸如,作为非限制性实例,酰胺官能团、酯官能团或其组合。应当理解,这种C-C部分衍生自包含选自以下的部分的烯基团:乙烯基乙酰基、乙烯基酯、乙烯基磺酰基、乙烯基醚、烯丙基、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、丙烯酰胺基、马来酰亚胺基、丙烯基醚、烯丙基醚、烯基、不饱和酯、二烯基、N-乙烯基氨甲酰基和降冰片-2-烯-5-基。
本发明还提供聚合物材料[例如,涉及硫醇-烯水凝胶],其包含重复的式(III)单元:
其中X为多肽,t≥2,Ct为包含至少两个碳原子的接头(即,X经由长度为两个碳原子或更长的接头连接至两个硫醚部分),且Y选自聚(乳酸)(PLA);聚乙交酯(PGA);PLA和PGA的共聚物(PLGA);聚(乙烯醇)(PVA);聚(乙二醇)(PEG);聚(环氧乙烷);聚(环氧乙烷)-共-聚(环氧丙烷)嵌段共聚物;泊洛沙胺;聚酐;聚原酸酯;聚(羟基酸);聚二噁烷酮;聚碳酸酯;聚氨基碳酸酯;聚(乙烯吡咯烷酮);聚(乙基噁唑啉);聚氨酯;羧甲基纤维素;羟基烷基化纤维素;多肽;核酸;修饰的核酸;锁核酸;多糖;碳水化合物;硫酸乙酰肝素;硫酸软骨素;肝素;藻酸盐;及其组合;其中表示与式(III)的聚合物部分的另一亚基的硫醚部分附接的点。在一些实施方案中,Ct选自(C2-C6)烷二基-、-C(=O)-(C1-C6)-烷二基-和-C(=O)-(C1-C6)-烷二基-(O-CH2CH2)z-,其中z为1-10,000的整数。在一些实施方案中,Ct可进一步取代有一个或多个选自卤素、烷基和烷氧基的取代基。如本领域技术人员所理解,硫原子与Y之间的每个C-C部分为由反应性硫醇基团与反应性烯基团的硫醇-烯反应得到的部分诸如独立选自以下的反应性烯基团:乙烯基乙酰基、乙烯基酯、乙烯基磺酰基、乙烯基醚、烯丙基、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、丙烯酰胺基、马来酰亚胺基、丙烯基醚、烯丙基醚、烯基、不饱和酯、二烯基、N-乙烯基氨甲酰基和降冰片-2-烯-5-基。在一些实施方案中,硫原子与Y之间的C-C部分为由反应性硫醇基团与反应性烯基团的硫醇-烯反应得到的部分,其中所述反应性烯基团为降冰片-2-烯-5-基。如本领域技术人员所理解,有多种将C-C部分添加至Y基团的方式。这些方法可得到携带烯/炔的部分与烯/炔官能团之间的接头基团,诸如,作为非限制性实例,酰胺官能团、酯官能团或其组合。在一个实施方案中,用5-降冰片烯-2-羧酸修饰PEG,由此使得经由酯连接键将一个或多个末端降冰片烯部分(降冰片-2-烯-5-基)添加至PEG。在另一实施方案中,用NHS-降冰片烯修饰PEG胺,由此使得经由酰胺连接键将一个或多个末端降冰片烯部分(降冰片-2-烯-5-基)添加至PEG。在一些实施方案中,硫原子与Y之间的每个C-C部分为独立选自以下的部分:-CH2-CH2-CH2-C(=O)-、-CH2-CH2-OC(=O)-、-CH2-CH2-S(=O)2-、-CH2-CH2-O-、-(C2-C6)-烷二基-、-CH2-CH2-C(=O)O-、-CH2-CH(CH3)-C(=O)O-、-CH2-CH2-C(=O)NH-、-CH(CH3)-CH2-O-、-CH2-CH2-CH2-O-、-CH2-CH2-NHC(=O)-、和其中第一虚线(-C-C)或波浪线表示键合至硫原子和第二虚线(C-C-)或键合至Y基团,其可为直接键或经由接头部分,诸如,作为非限制性实例,酰胺官能团、酯官能团或其组合。应当理解,这种C-C部分衍生自包含选自以下的部分的烯基团:乙烯基乙酰基、乙烯基酯、乙烯基磺酰基、乙烯基醚、烯丙基、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、丙烯酰胺基、马来酰亚胺基、丙烯基醚、烯丙基醚、烯基、不饱和酯、二烯基、N-乙烯基氨甲酰基和降冰片-2-烯-5-基。
在一些实施方案中,式(I)、(II)或(III)的聚合物材料可进一步包含与聚合物材料的聚合物基质相关联的生物活性组分。在这些实施方案的一些中,所述生物活性组分包囊于聚合物基质。在这些实施方案的一些中,所述生物活性组分共价结合至(例如,掺入或附接至)聚合物基质,该生物活性组分可为本文所述的可适用的生物活性组分中的任一种,诸如组织、细胞、蛋白质、肽、小分子药物、核酸、包囊的核酸(例如包囊于脂质纳米颗粒)、脂质、碳水化合物或农业化合物本文所述的。
应当理解,在式(A)、(B)、(I)、(II)和(III)中所示的重复单元中,碳原子可为CH2或可在重复基团中的一个或多于一个碳原子处被取代,甚至包括掺入双键的环结构。此外,应当理解,为了用烯/炔衍生化生物活性化合物,在生物活性化合物与碳之间可存在一个或多个连接基团。
当包含一个或多个反应性硫醇基团的含硫醇的多肽与仅含有一个反应性烯基团的烯化合物反应时,所述多肽被修饰以携带一个或多个衍生自含烯化合物的“末端”部分,因为每个含烯化合物只能与一个反应性硫醇基团反应。
因此,本发明提供式(C)化合物:
P-[Ct-S-C-C-Q]x
其中P为多肽,Ct为包含至少一个碳原子的接头,t≥1,x为1或大于1的整数且Q为生物活性组分(例如,药物、毒素或农药)、聚合物部分(例如,PEG)、捕获部分(例如,生物素)、标记物(例如,荧光标记、发色团或荧光团)、糖或碳水化合物、核酸或第二多肽且其中包含Ct接头的P的每个残基可选自天然氨基酸残基、稀有氨基酸残基、非天然氨基酸残基、氨基酸类似物残基或氨基酸模拟物残基,条件是包含Ct接头的天然氨基酸残基不是半胱氨酸残基。在一些实施方案中,所述非天然氨基酸残基为经硫醇取代的β氨基酸残基、经硫醇取代的γ氨基酸残基、经硫醇取代的δ氨基酸残基或经硫醇取代的ε氨基酸残基。在一些实施方案中,所述氨基酸类似物残基或氨基酸模拟物残基衍生自天然氨基酸残基或其中羰基官能团被亚甲基部分替代的非天然氨基酸残基。在一些实施方案中,所述氨基酸类似物残基或氨基酸模拟物残基衍生自天然氨基酸残基或其中氨基官能团被亚甲基替代的非天然氨基酸残基。在一些实施方案中,Ct选自(C2-C6)烷二基-、-C(=O)-(C1-C6)-烷二基-和-C(=O)-(C1-C6)-烷二基-(O-CH2CH2)z-,其中z为1-10,000的整数。在一些实施方案中,Ct可进一步取代有一个或多个选自卤素、烷基和烷氧基的取代基。如本领域技术人员所理解,硫原子与Q之间的C-C部分为由反应性硫醇基团与反应性烯基团的硫醇-烯反应得到的部分,诸如选自以下的反应性烯基团:乙烯基乙酰基、乙烯基酯、乙烯基磺酰基、乙烯基醚、烯丙基、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、丙烯酰胺基、马来酰亚胺基、丙烯基醚、烯丙基醚、烯基、不饱和酯、二烯基、N-乙烯基氨甲酰基和降冰片-2-烯-5-基。在一些实施方案中,硫原子与Q之间的C-C部分为由反应性硫醇基团与反应性烯基团的硫醇-烯反应得到的部分,其中所述反应性烯基团为降冰片-2-烯-5-基。如本领域技术人员所理解,有多种将C-C部分添加至Q基团的方式。这些方法可得到携带烯/炔的部分与烯/炔官能团之间的接头基团,诸如,作为非限制性实例,酰胺官能团、酯官能团或其组合。在一个实施方案中,用5-降冰片烯-2-羧酸修饰PEG,由此使得经由酯连接键将一个或多个末端降冰片烯部分(降冰片-2-烯-5-基)添加至PEG。在另一实施方案中,用NHS-降冰片烯修饰PEG胺,由此使得经由酰胺连接键将一个或多个末端降冰片烯部分(降冰片-2-烯-5-基)添加至PEG。在一些实施方案中,硫原子与Q之间的C-C部分为选自以下的部分:-CH2-CH2-CH2-C(=O)-、-CH2-CH2-OC(=O)-、-CH2-CH2-S(=O)2-、-CH2-CH2-O-、-(C2-C6)-烷二基-、-CH2-CH2-C(=O)O-、-CH2-CH(CH3)-C(=O)O-、-CH2-CH2-C(=O)NH-、-CH(CH3)-CH2-O-、-CH2-CH2-CH2-O-、-CH2-CH2-NHC(=O)-、 和其中第一虚线(-C-C)或波浪线表示键合至硫原子和第二虚线(C-C-)或键合至Q基团,其可为直接键或经由接头部分,诸如,作为非限制性实例,酰胺官能团、酯官能团或其组合。应当理解,这种C-C部分衍生自包含选自以下的部分的烯基团:乙烯基乙酰基、乙烯基酯、乙烯基磺酰基、乙烯基醚、烯丙基、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、丙烯酰胺基、马来酰亚胺基、丙烯基醚、烯丙基醚、烯基、不饱和酯、二烯基、N-乙烯基氨甲酰基和降冰片-2-烯-5-基。
在这些实施方案中,多肽P经由长度为两个碳原子或更长的接头连接至一个或多个硫醚部分。每个硫醚部分也经由自烯基团衍生的乙烯单元连接至Q部分。
在式(C)的一些实施方案中,P可选自肽和蛋白质激素、生长因子、细胞因子、白细胞介素、受体、可溶性受体、治疗蛋白、酶和结构蛋白。生长因子可包括AM、Ang、BMP、BDNF、GDNF、GCSF、GM-CSF、GDF、HGF、HDGF、KGF、MSF、NGF、TPO、FBS、EPO、IGF、EGF、FGF、TGF、PDGF和白介素,包括其衍生物和家族成员。结构蛋白包括纤维蛋白、纤维蛋白原、纤连蛋白、角蛋白、肌动蛋白、层粘连蛋白和胶原。
在式(C)的一些实施方案中,所述多肽P进一步包含已知对蛋白酶敏感的肽序列。在另一实施方案中,所述多肽为侧面有活性硫醇的纤溶酶可降解肽。在另一实施方案中,两种纤溶酶可降解序列包含在所述肽内。在具体的实施方案中,所述多肽为侧面有高半胱氨酸的基质金属蛋白酶(MMP)可降解肽,以创造通过细胞分泌的MMP降解的水凝胶网状物。
在一些实施方案中,x为1,其中一个Q部分连接至多肽P。在一些实施方案中,x为2、3、4或更大的整数。
在式(C)的某些实施方案中,所述P部分选自肽和蛋白质激素、生长因子、细胞因子、白细胞介素、受体、可溶性受体、治疗蛋白、酶和结构蛋白。生长因子可包括AM、Ang、BMP、BDNF、GDNF、GCSF、GM-CSF、GDF、HGF、HDGF、KGF、MSF、NGF、TPO、FBS、EPO、IGF、EGF、FGF、TGF、PDGF和白介素,包括其衍生物和家族成员。结构蛋白包括纤维蛋白、纤维蛋白原、纤连蛋白、角蛋白、肌动蛋白、层粘连蛋白和胶原。
在一些实施方案中,连接至多肽P的Q部分针对意在赋予修饰的具体功能性质而选择,作为非限制性实例,引入荧光团或发色团,引入亲和标签,引入酶活性,引入某一化学部分或多个部分,引入亲水性、疏水性或两亲性聚合物尾部以便操纵溶解度、药动学、药效学或与生物膜或固体表面的相互作用,产生用于进一步聚合的含多肽的聚合物或远螯单体等,并且可包括以下的适当衍生物(非限制性实例):聚(乳酸)(PLA)、聚乙交酯(PGA)、PLA和PGA的共聚物(PLGA)、聚(乙烯醇)(PVA)、聚(乙二醇)(PEG)、聚(环氧乙烷)、聚(环氧乙烷)-共-聚(环氧丙烷)嵌段共聚物(泊洛沙姆、美罗沙波)、泊洛沙胺、聚酐、聚原酸酯、聚(羟基酸)、聚二噁烷酮、聚碳酸酯、聚氨基碳酸酯、聚(乙烯吡咯烷酮)、聚(乙基噁唑啉)、聚氨酯、羧甲基纤维素、羟基烷基化纤维素诸如羟乙基纤维素和甲基羟基丙基纤维素,及天然聚合物诸如多肽、多糖或碳水化合物诸如聚蔗糖、透明质酸、葡聚糖及其类似衍生物,硫酸乙酰肝素、硫酸软骨素、肝素或藻酸盐,及蛋白质诸如明胶、胶原蛋白、白蛋白或卵白蛋白、纤维蛋白原、纤维蛋白、层粘连蛋白、纤连蛋白、玻连蛋白,荧光蛋白诸如绿色荧光蛋白或其类似物、荧光和非荧光染料、荧光猝灭剂,高亲和力标签,诸如多肽标签(His-标记物、FLAG-标签等),抗体及其片段、核酸适体、寡核苷酸和多核苷酸,高级大分子集合体诸如核糖核蛋白、病毒衣壳等。所述第二部分的反应性烯基团可选自任何合适的烯属不饱和基团,诸如,但不限于,乙烯基乙酰基、乙烯基酯、乙烯基磺酰基、乙烯基醚、烯丙基、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、丙烯酰胺基、马来酰亚胺基、丙烯基醚、烯丙基醚、烯基、不饱和酯、二烯基、N-乙烯基氨甲酰基和降冰片-2-烯-5-基。连接至多肽P的Q部分可包含聚合物部分,诸如,但不限于,聚(乳酸)(PLA);聚乙交酯(PGA);PLA和PGA的共聚物(PLGA);聚(乙烯醇)(PVA);聚(乙二醇)(PEG);聚(环氧乙烷);聚(环氧乙烷)-共-聚(环氧丙烷)嵌段共聚物;泊洛沙胺;聚酐;聚原酸酯;聚(羟基酸);聚二噁烷酮;聚碳酸酯;聚氨基碳酸酯;聚(乙烯吡咯烷酮);聚(乙基噁唑啉);聚氨酯;羧甲基纤维素;羟基烷基化纤维素;多肽;核酸;修饰的核酸;锁核酸;多糖;碳水化合物;硫酸乙酰肝素;硫酸软骨素;肝素;藻酸盐;及其组合。在一些实施方案中,所述第二部分可包含生物活性组分。
在式(C)的某些实施方案中,连接至多肽P的Q部分可包含生物活性组分,诸如任一种本文所述的生物活性组分。在一些实施方案中,所述Q部分包含本文所述的聚合物、捕获部分、标记物、碳水化合物、核酸或第二多肽。
在一些实施方案中,式(C)化合物通过以下方式产生:使式P-[Ct-SH]x化合物与式CH2=CH-Q化合物和自由基引发剂(诸如本文所述的光引发剂),例如,在本文所述的促进自由基介导的硫醇-烯反应的条件下反应,其中P、Ct、t、Q和x如针对式(C)所定义或其任意变化形式。在一个方面,CH2=CH-Q的CH2=CH-部分为选自以下的反应性烯基团:乙烯基乙酰基、乙烯基酯、乙烯基磺酰基、乙烯基醚、烯丙基、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、丙烯酰胺基、烯丙基醚、烯基、不饱和酯、二烯基和N-乙烯基氨甲酰基。
应当理解,CH2=CH-Q表示携带末端、未取代的烯烃部分的烯基团,但是也可使用经取代的烯烃并且也在本文中描述。因此,应当理解,本发明还提供其中C-C部分衍生自除了末端、未取代的烯烃以外的烯烃的式(C)化合物,并且可通过以下方式产生:使式P-[Ct-SH]x与式T-Q化合物和自由基引发剂(诸如本文所述的光引发剂)在自由基介导的反应条件下反应,其中P、Ct、t、Q和x如针对式(C)所定义或其任何变型,且T表示除末端、未取代的烯烃部分以外的烯烃部分。在一个方面,T-Q为下式的环烯烃部分,其中环G为单环或二环环烯烃,其可具有的一个或多个选自O、S和N的环杂原子,并且其可取代有一个或多个选自以下的取代基:氧代、卤素、烷基和烷氧基,且其中所述二环环烯烃可为稠合、桥接或螺二环。应当理解,Q可直接附接至T或可经由接头部分连接至T,诸如,作为非限制性实例,酰胺官能团、酯官能团或其组合。T-Q的实例包括用马来酰亚胺基、丙烯基醚基、降冰片-2-烯-5-基或其任意组合衍生的Q部分,其中任意一个或多个可直接连接至Q或经由接头部分连接至Q,诸如,作为非限制性实例,酰胺官能团、酯官能团或其组合。
在一些实施方案中,T-Q的T部分为降冰片-2-烯-5-基。如本领域技术人员所理解,存在许多方式将CH2=CH-部分添加至CH2=CH-Q的Q基团或将T部分添加至T-Q的Q基团。这些方法可得到携带烯/炔的部分与烯/炔官能团之间的接头基团,诸如,作为非限制性实例,酰胺官能团、酯官能团或其组合。在优选的实施方案中,用5-降冰片烯-2-羧酸修饰PEG,由此使得经由酯连接键将一个或多个末端降冰片烯(降冰片-2-烯-5-基)添加至PEG。在另一实施方案中,用NHS-降冰片烯修饰PEG胺,由此使得经由酰胺连接键将一个或多个末端降冰片烯(降冰片-2-烯-5-基)添加至PEG。在一些实施方案中,CH2=CH-Q的CH2=CH-部分选自以下的部分:CH2=CH-C(=O)-、CH2=CH-S(=O)2-、CH2=CH-O-、CH2=CH-(C0-C4)-烷二基-、CH2=CH-C(=O)O-、CH2=C(CH3)-C(=O)O-、CH2=CH-C(=O)NH-、CH2=CH-CH2-O-和CH2=CH-NHC(=O)-并且T-Q的T部分选自-CH(CH3)=CH-O-和其中星号表示键合至Q基团,其可为直接键或经由接头部分,诸如作为非限制性实例的酰胺官能团、酯官能团或其组合。
在一些实施方案中,式(C)化合物在减少的氧环境中或在不存在氧的情况下,诸如在经脱气的溶剂存在下产生。
本发明还提供式(D)化合物:
[P-Ct-S-C-C]y-Q
其中P为多肽,Ct为包含至少一个碳原子的接头,t≥1,其中包含Ct接头的P的每个残基可选自天然氨基酸残基、稀有氨基酸残基、非天然氨基酸残基、氨基酸类似物残基或氨基酸模拟物残基,条件是包含Ct接头的天然氨基酸残基不是半胱氨酸残基;y为1或大于1的整数(例如,2、3、4或更大)且Q选自聚(乳酸)(PLA);聚乙交酯(PGA);PLA和PGA的共聚物(PLGA);聚(乙烯醇)(PVA);聚(乙二醇)(PEG);聚(环氧乙烷);聚(环氧乙烷)-共-聚(环氧丙烷)嵌段共聚物;泊洛沙胺;聚酐;聚原酸酯;聚(羟基酸);聚二噁烷酮;聚碳酸酯;聚氨基碳酸酯;聚(乙烯吡咯烷酮);聚(乙基噁唑啉);聚氨酯;羧甲基纤维素;羟基烷基化纤维素;多肽;核酸;修饰的核酸;锁核酸;多糖;碳水化合物;硫酸乙酰肝素;硫酸软骨素;肝素;藻酸盐;及其组合。针对式(C)描述的P、Ct、t和Q的所有变化形式同样适用于并且针对式(D)进行描述,如同每个描述、变化、方面或实施方案被具体和单独针对式(D)列出。也就是说,应当理解,式(C)描述了其中可将多于一个-Ct-S-C-C-Q附加到给定P的材料,并且式(D)描述其中可将多于一个P-Ct-S-C-C-附加到给定Q的材料,但是基本的P、Ct、t和Q可在两个式中相同。
在一些实施方案中,所述非天然氨基酸残基为经硫醇取代的β氨基酸残基、经硫醇取代的γ氨基酸残基、经硫醇取代的δ氨基酸残基或经硫醇取代的ε氨基酸残基。在一些实施方案中,所述氨基酸类似物残基或氨基酸模拟物残基衍生自天然氨基酸残基或其中羰基官能团被亚甲基部分替代的非天然氨基酸残基。在一些实施方案中,所述氨基酸类似物残基或氨基酸模拟物残基衍生自天然氨基酸残基或其中氨基官能团被亚甲基替代的非天然氨基酸残基。在一些实施方案中,Ct选自(C2-C6)烷二基-、-C(=O)-(C1-C6)-烷二基-和-C(=O)-(C1-C6)-烷二基-(O-CH2CH2)z-,其中z为1-10,000的整数。在一些实施方案中,Ct可进一步取代有一个或多个选自卤素、烷基和烷氧基的取代基。如本领域技术人员所理解,硫原子与Q之间的各C-C部分为由反应性硫醇基团与反应性烯基团的硫醇-烯反应得到的部分诸如独立选自以下的反应性烯基团:乙烯基乙酰基、乙烯基酯、乙烯基磺酰基、乙烯基醚、烯丙基、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、丙烯酰胺基、马来酰亚胺基、丙烯基醚、烯丙基醚、烯基、不饱和酯、二烯基、N-乙烯基氨甲酰基和降冰片-2-烯-5-基。在一些实施方案中,硫原子与Q之间的C-C部分为由反应性硫醇基团与反应性烯基团的硫醇-烯反应得到的部分,其中所述反应性烯基团为降冰片-2-烯-5-基。如本领域技术人员所理解,有多种将C-C部分添加至Q基团的方式。这些方法可得到携带烯/炔的部分与烯/炔官能团之间的接头基团,诸如,作为非限制性实例,酰胺官能团、酯官能团或其组合。在一个实施方案中,用5-降冰片烯-2-羧酸修饰PEG,由此使得经由酯连接键将一个或多个末端降冰片烯部分(降冰片-2-烯-5-基)添加至PEG。在另一实施方案中,用NHS-降冰片烯修饰PEG胺,由此使得经由酰胺连接键将一个或多个末端降冰片烯部分(降冰片-2-烯-5-基)添加至PEG。在一些实施方案中,硫原子与Q之间的各C-C部分为独立选自以下的部分:-CH2-CH2-CH2-C(=O)-、-CH2-CH2-OC(=O)-、-CH2-CH2-S(=O)2-、-CH2-CH2-O-、-(C2-C6)-烷二基-、-CH2-CH2-C(=O)O-、-CH2-CH(CH3)-C(=O)O-、-CH2-CH2-C(=O)NH-、-CH(CH3)-CH2-O-、-CH2-CH2-CH2-O-、-CH2-CH2-NHC(=O)-、 和其中第一虚线(-C-C)或波浪线表示键合至硫原子和第二虚线(C-C-)或键合至Q基团,其可为直接键或经由接头部分,诸如,作为非限制性实例,酰胺官能团、酯官能团或其组合。应当理解,这种C-C部分衍生自包含选自以下的部分的烯基团:乙烯基乙酰基、乙烯基酯、乙烯基磺酰基、乙烯基醚、烯丙基、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、丙烯酰胺基、马来酰亚胺基、丙烯基醚、烯丙基醚、烯基、不饱和酯、二烯基、N-乙烯基氨甲酰基和降冰片-2-烯-5-基。
在一些实施方案中,式(D)化合物通过以下方式产生:使式P-Ct-SH化合物与式[CH2=CH]yQ化合物和自由基引发剂(诸如本文所述的光引发剂)在例如本文所述的促进自由基介导的硫醇-烯反应的条件下反应,其中P、Ct、t、Q和y如针对式(D)所定义或其任意变化形式。
在一个方面,[CH2=CH]yQ的每个CH2=CH-部分为独立选自以下的反应性烯基团:乙烯基乙酰基、乙烯基酯、乙烯基磺酰基、乙烯基醚、烯丙基、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、丙烯酰胺基、烯丙基醚、烯基、不饱和酯、二烯基和N-乙烯基氨甲酰基。
应当理解,[CH2=CH]yQ表示携带一个或多个末端、未取代的烯烃部分的烯基团,但是也可使用经取代的烯烃并且也在本文中描述。因此,应当理解,本发明还提供其中C-C部分衍生自除了末端、未取代的烯烃以外的烯烃的式(D)化合物,并且可通过以下方式产生:使式P-Ct-SH与式[T]y-Q化合物和自由基引发剂(诸如本文所述的光引发剂)在自由基介导的反应条件下反应,其中P、Ct、t、Q和x如针对式(D)所定义或其任何变化形式,且T表示除末端、未取代的烯烃部分以外的烯烃部分。在一个方面,[T]y-Q包含一个或多个环烯烃部分且[T]y-Q具有下式其中每个环G独立地为单环或二环环烯烃,其可具有的一个或多个选自O、S和N的环杂原子,并且其可取代有一个或多个选自以下的取代基:氧代、卤素、烷基和烷氧基,且其中所述二环环烯烃可为稠合、桥接或螺二环。应当理解,Q可直接(对于一个或多个T部分中的每个而言独立地)附接至T或可经由接头部分连接至T,诸如,作为非限制性实例,酰胺官能团、酯官能团或其组合。[T]y-Q的实例包括用马来酰亚胺基、丙烯基醚基、降冰片-2-烯-5-基及其任意组合衍生的Q部分,其中任意一个或多个可直接连接至Q或经由接头部分连接至Q,诸如,作为非限制性实例,酰胺官能团、酯官能团或其组合。
在一些实施方案中,[T]y-Q的每个T部分为降冰片-2-烯-5-基。如本领域技术人员所理解,存在许多方式将一个或多个CH2=CH-部分添加至[CH2=CH]yQ的Q基团或将一个或多个T部分添加至[T]y-Q的Q基团。这些方法可得到携带烯/炔的部分与烯/炔官能团之间的接头基团,诸如作为非限制性实例的酰胺官能团、酯官能团或其组合。在优选的实施方案中,用5-降冰片烯-2-羧酸修饰PEG,由此使得经由酯连接键将一个或多个末端降冰片烯(降冰片-2-烯-5-基)添加至PEG。在另一实施方案中,用NHS-降冰片烯修饰PEG胺,由此使得经由酰胺连接键将一个或多个末端降冰片烯(降冰片-2-烯-5-基)添加至PEG。在一些实施方案中,[CH2=CH]yQ的每个CH2=CH-部分为独立选自以下的部分:CH2=CH-C(=O)-、CH2=CH-S(=O)2-、CH2=CH-O-、CH2=CH-(C0-C4)-烷二基-、CH2=CH-C(=O)O-、CH2=C(CH3)-C(=O)O-、CH2=CH-C(=O)NH-、CH2=CH-CH2-O-和CH2=CH-NHC(=O)-,且[T]y-Q的每个T部分独立选自-CH(CH3)=CH-O-和其中星号表示键合至Q基团,其可为直接键或经由接头部分,诸如,作为非限制性实例,酰胺官能团、酯官能团或其组合。在一些实施方案中,式(D)化合物在减少的氧环境中或在不存在氧的情况下,诸如在经脱气的溶剂存在下产生。
在一些实施方案中,式(D)化合物在减少的氧气环境中或在不存在氧气的情况下产生。
在式(D)的一些实施方案中,P可选自肽和蛋白质激素、生长因子、细胞因子、白细胞介素、受体、可溶性受体、治疗蛋白、酶和结构蛋白。生长因子可包括AM、Ang、BMP、BDNF、GDNF、GCSF、GM-CSF、GDF、HGF、HDGF、KGF、MSF、NGF、TPO、FBS、EPO、IGF、EGF、FGF、TGF、PDGF和白介素,包括其衍生物和家族成员。结构蛋白包括纤维蛋白、纤维蛋白原、纤连蛋白、角蛋白、肌动蛋白、层粘连蛋白和胶原。
在式(D)的一些实施方案中,所述多肽P进一步包含已知对蛋白酶敏感的肽序列。在具体的实施方案中,所述多肽为侧面有高半胱氨酸的基质金属蛋白酶(MMP)可降解肽,以建立通过细胞分泌的MMP降解的水凝胶网状物。在另一实施方案中,所述多肽为侧面有活性硫醇的纤溶酶可降解肽。在另一实施方案中,两种纤溶酶可降解序列包含在所述肽内。
在式(D)的一些实施方案中,Q为式(Qc)的聚合物部分:
其中,R1和R2独立选自聚(乳酸)(PLA);聚乙交酯(PGA);PLA和PGA的共聚物(PLGA);聚(乙烯醇)(PVA);聚(乙二醇)(PEG);聚(环氧乙烷);聚(环氧乙烷)-共-聚(环氧丙烷)嵌段共聚物;泊洛沙胺;聚酐;聚原酸酯;聚(羟基酸);聚二噁烷酮;聚碳酸酯;聚氨基碳酸酯;聚(乙烯吡咯烷酮);聚(乙基噁唑啉);聚氨酯;羧甲基纤维素;羟基烷基化纤维素;多肽;核酸;修饰的核酸;锁核酸;多糖;碳水化合物;硫酸乙酰肝素;硫酸软骨素;肝素;藻酸盐;及其组合;且其中表示与式(D)的P-Ct-S-部分之一的硫原子或式(Qc)的聚合物部分的另一亚基的硫醚部分中任一者的附接点。在一些实施方案中,R1为式的多肽-Ct-R1a-Ct-,其中R1a为多肽,t≥2且Ct是包含至少两个碳原子的接头。在一些实施方案中,Ct选自(C2-C6)烷二基-、-C(=O)-(C1-C6)-烷二基-和-C(=O)-(C1-C6)-烷二基-(O-CH2CH2)z-,其中z为1-10,000的整数。在一些实施方案中,Ct可进一步取代有一个或多个选自卤素、烷基和烷氧基的取代基。如本领域技术人员所理解,硫原子与R2之间的每个C-C部分为由反应性硫醇基团与反应性烯基团的硫醇-烯反应得到的部分诸如独立选自以下的反应性烯基团:乙烯基乙酰基、乙烯基酯、乙烯基磺酰基、乙烯基醚、烯丙基、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、丙烯酰胺基、马来酰亚胺基、丙烯基醚、烯丙基醚、烯基、不饱和酯、二烯基、N-乙烯基氨甲酰基和降冰片-2-烯-5-基。在一些实施方案中,硫原子与R2之间的C-C部分为由反应性硫醇基团与反应性烯基团的硫醇-烯反应得到的部分,其中所述反应性烯基团为降冰片-2-烯-5-基。如本领域技术人员所理解,存在许多方式将C-C部分添加至R2基团。这些方法可得到携带烯/炔的部分与烯/炔官能团之间的接头基团,诸如,作为非限制性实例,酰胺官能团、酯官能团或其组合。在一个实施方案中,用5-降冰片烯-2-羧酸修饰PEG,由此使得经由酯连接键将一个或多个末端降冰片烯部分(降冰片-2-烯-5-基)添加至PEG。在另一实施方案中,用NHS-降冰片烯修饰PEG胺,由此使得经由酰胺连接键将一个或多个末端降冰片烯部分(降冰片-2-烯-5-基)添加至PEG。在一些实施方案中,硫原子与R2之间的每个C-C部分为独立选自以下的部分:-CH2-CH2-CH2-C(=O)-、-CH2-CH2-OC(=O)-、-CH2-CH2-S(=O)2-、-CH2-CH2-O-、-(C2-C6)-烷二基-、-CH2-CH2-C(=O)O-、-CH2-CH(CH3)-C(=O)O-、-CH2-CH2-C(=O)NH-、-CH(CH3)-CH2-O-、-CH2-CH2-CH2-O-、-CH2-CH2-NHC(=O)-、和其中第一虚线(-C-C)或波浪线表示键合至硫原子和第二虚线(C-C-)或键合至R2基团,其可为直接键或经由接头部分,诸如,作为非限制性实例,酰胺官能团、酯官能团或其组合。应当理解,这种C-C部分衍生自包含选自以下的部分的烯基团:乙烯基乙酰基、乙烯基酯、乙烯基磺酰基、乙烯基醚、烯丙基、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、丙烯酰胺基、马来酰亚胺基、丙烯基醚、烯丙基醚、烯基、不饱和酯、二烯基、N-乙烯基氨甲酰基和降冰片-2-烯-5-基。在一些实施方案中,R1为式的多肽-Ct-R1b-Ct-,其中R1b为多肽,t≥1且Ct为包含至少一个碳原子的接头,其中R1b的每个残基包含可选自以下的Ct接头:天然氨基酸残基、稀有氨基酸残基、非天然氨基酸残基、氨基酸类似物残基或氨基酸模拟物残基,条件是包含Ct接头的天然氨基酸残基不是半胱氨酸残基。在一些实施方案中,所述非天然氨基酸残基为经硫醇取代的β氨基酸残基、经硫醇取代的γ氨基酸残基、经硫醇取代的δ氨基酸残基或经硫醇取代的ε氨基酸残基。在一些实施方案中,所述氨基酸类似物残基或氨基酸模拟物残基衍生自天然氨基酸残基或其中羰基官能团被亚甲基部分替代的非天然氨基酸残基。在一些实施方案中,所述氨基酸类似物残基或氨基酸模拟物残基衍生自天然氨基酸残基或其中氨基官能团被亚甲基替代的非天然氨基酸残基。在一些实施方案中,Ct选自(C2-C6)烷二基-、-C(=O)-(C1-C6)-烷二基-和-C(=O)-(C1-C6)-烷二基-(O-CH2CH2)z-,其中z为1-10,000的整数。在一些实施方案中,Ct可进一步取代有一个或多个选自以下的取代基:卤素、烷基和烷氧基。
R1和R2可取决于所得聚合物材料的期望性质而在尺寸上变化。更具体地,R1和R2的分子量可在约30Da至约50000Da的范围内。在形成本发明的聚合物材料之前,可将R1衍生以包括两个或更多个反应性硫醇基团且可将R2衍生以包括三个或更多个反应性烯基团,由此使得它们可参与光引发的硫醇-烯聚合,它们可参与光引发的硫醇-烯聚合。硫醇化的大分子单体诸如聚(乙二醇)二硫醇为可商购的。所述反应性烯基团可选自具有碳-碳双键的任何合适的化合物。例如,所述反应性烯基团可选自任何合适的烯属不饱和基团,诸如,但不限于,乙烯基乙酰基、乙烯基酯、乙烯基磺酰基、乙烯基醚、烯丙基、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、丙烯酰胺基、马来酰亚胺基、丙烯基醚、烯丙基醚、烯基、不饱和酯、二烯基、N-乙烯基氨甲酰基和降冰片-2-烯-5-基。因此,应当理解,在上述重复单元中,所述碳可为CH2或者可在重复基团中的一个或多于一个碳原子处被取代,甚至包括掺入双键的环结构。如果R1用两个反应性硫醇基团衍生化且R2用两个反应性烯基团衍生化,所得的硫醇-烯聚合物将是由交替的R1和R2节段组成的直链共聚物。然而,硫醇-烯聚合物材料优选形成为含有交联和分支。因此,衍生化的R1和R2节段优选每个分子具有多于两个可参与交联和聚合的反应性硫醇基团或反应性烯基团。分支和交联的程度可通过使用不同衍生化的R1和R2节段进行控制,并控制起始物质的浓度。
在式(D)的一些实施方案中,Q为式(Qd)的聚合物部分:
其中,R1和R2独立选自聚(乳酸)(PLA);聚乙交酯(PGA);PLA和PGA的共聚物(PLGA);聚(乙烯醇)(PVA);聚(乙二醇)(PEG);聚(环氧乙烷);聚(环氧乙烷)-共-聚(环氧丙烷)嵌段共聚物;泊洛沙胺;聚酐;聚原酸酯;聚(羟基酸);聚二噁烷酮;聚碳酸酯;聚氨基碳酸酯;聚(乙烯吡咯烷酮);聚(乙基噁唑啉);聚氨酯;羧甲基纤维素;羟基烷基化纤维素;多肽;核酸;修饰的核酸;锁核酸;多糖;碳水化合物;硫酸乙酰肝素;硫酸软骨素;肝素;藻酸盐;及其组合;且其中表示与式(D)的P-Ct-S-部分之一的硫原子或式(Qd)的聚合物部分的另一亚基的硫醚部分中任一者的附接点。在一些实施方案中,R1为式的多肽-Ct-R1a-Ct-,其中R1a为多肽,t≥2且Ct是包含至少两个碳原子的接头。在一些实施方案中,Ct选自(C2-C6)烷二基-、-C(=O)-(C1-C6)-烷二基-和-C(=O)-(C1-C6)-烷二基-(O-CH2CH2)z-,其中z为1-10,000的整数。在一些实施方案中,Ct可进一步取代有一个或多个选自卤素、烷基和烷氧基的取代基。如本领域技术人员所理解,硫原子与R2之间的每个C-C部分为由反应性硫醇基团与反应性烯基团的硫醇-烯反应得到的部分,诸如独立选自以下的反应性烯基团:乙烯基乙酰基、乙烯基酯、乙烯基磺酰基、乙烯基醚、烯丙基、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、丙烯酰胺基、马来酰亚胺基、丙烯基醚、烯丙基醚、烯基、不饱和酯、二烯基、N-乙烯基氨甲酰基和降冰片-2-烯-5-基。在一些实施方案中,硫原子与R2之间的C-C部分为由反应性硫醇基团与反应性烯基团的硫醇-烯反应得到的部分,其中所述反应性烯基团为降冰片-2-烯-5-基。如本领域技术人员所理解,存在许多方式将C-C部分添加至R2基团。这些方法可得到携带烯/炔的部分与烯/炔官能团之间的接头基团,诸如作为非限制性实例的酰胺官能团、酯官能团或其组合。在一个实施方案中,用5-降冰片烯-2-羧酸修饰PEG,由此使得经由酯连接键将一个或多个末端降冰片烯部分(降冰片-2-烯-5-基)添加至PEG。在另一实施方案中,用NHS-降冰片烯修饰PEG胺,由此使得经由酰胺连接键将一个或多个末端降冰片烯部分(降冰片-2-烯-5-基)添加至PEG。在一些实施方案中,硫原子与R2之间的每个C-C部分为独立选自以下的部分:-CH2-CH2-CH2-C(=O)-、-CH2-CH2-OC(=O)-、-CH2-CH2-S(=O)2-、-CH2-CH2-O-、-(C2-C6)-烷二基-、-CH2-CH2-C(=O)O-、-CH2-CH(CH3)-C(=O)O-、-CH2-CH2-C(=O)NH-、-CH(CH3)-CH2-O-、-CH2-CH2-CH2-O-、-CH2-CH2-NHC(=O)-、和其中第一虚线(-C-C)或波浪线表示键合至硫原子和第二虚线(C-C-)或键合至R2基团,其可为直接键或经由接头部分,诸如,作为非限制性实例,酰胺官能团、酯官能团或其组合。应当理解,这种C-C部分衍生自包含选自以下的部分的烯基团:乙烯基乙酰基、乙烯基酯、乙烯基磺酰基、乙烯基醚、烯丙基、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、丙烯酰胺基、马来酰亚胺基、丙烯基醚、烯丙基醚、烯基、不饱和酯、二烯基、N-乙烯基氨甲酰基和降冰片-2-烯-5-基。在一些实施方案中,R1为式的多肽-Ct-R1b-Ct-,其中R1b为多肽,t≥1且Ct为包含至少一个碳原子的接头,其中R1b的每个残基包含可选自以下的Ct接头:天然氨基酸残基、稀有氨基酸残基、非天然氨基酸残基、氨基酸类似物残基或氨基酸模拟物残基,条件是包含Ct接头的天然氨基酸残基不是半胱氨酸残基。在一些实施方案中,所述非天然氨基酸残基为经硫醇取代的β氨基酸残基、经硫醇取代的γ氨基酸残基、经硫醇取代的δ氨基酸残基或经硫醇取代的ε氨基酸残基。在一些实施方案中,所述氨基酸类似物残基或氨基酸模拟物残基衍生自天然氨基酸残基或其中羰基官能团被亚甲基部分替代的非天然氨基酸残基。在一些实施方案中,所述氨基酸类似物残基或氨基酸模拟物残基衍生自天然氨基酸残基或其中氨基官能团被亚甲基替代的非天然氨基酸残基。在一些实施方案中,Ct选自(C2-C6)烷二基-、-C(=O)-(C1-C6)-烷二基-和-C(=O)-(C1-C6)-烷二基-(O-CH2CH2)z-,其中z为1-10,000的整数。在一些实施方案中,Ct可进一步取代有一个或多个选自以下的取代基:卤素、烷基和烷氧基。
R1和R2可取决于所得聚合物材料的期望性质而在尺寸上变化。更具体地,R1和R2的分子量可在约30 Da至约50000 Da的范围内。在形成本发明的聚合物材料之前,可将R1衍生以包括两个或更多个反应性硫醇基团且可将R2衍生以包括三个或更多个反应性烯基团,由此使得它们可参与光引发的硫醇-烯聚合,它们可参与光引发的硫醇-烯聚合。硫醇化的大分子单体诸如聚(乙二醇)二硫醇为可商购的。所述反应性烯基团可选自具有碳-碳双键的任何合适的化合物。例如,所述反应性烯基团可选自任何合适的烯属不饱和基团,诸如,但不限于,乙烯基乙酰基、乙烯基酯、乙烯基磺酰基、乙烯基醚、烯丙基、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、丙烯酰胺基、马来酰亚胺基、丙烯基醚、烯丙基醚、烯基、不饱和酯、二烯基、N-乙烯基氨甲酰基和降冰片-2-烯-5-基。因此,应当理解,在上述重复单元中,所述碳可为CH2或者可在重复基团中的一个或多于一个碳原子处被取代,甚至包括掺入双键的环结构。如果R1用两个反应性硫醇基团衍生化且R2用两个反应性烯基团衍生化,所得的硫醇-烯聚合物将是由交替的R1和R2节段组成的直链共聚物。然而,硫醇-烯聚合物材料优选形成为含有交联和分支。因此,衍生化的R1和R2节段优选每个分子具有多于两个可参与交联和聚合的反应性硫醇基团或反应性烯基团。分支和交联的程度可通过使用不同衍生化的R1和R2节段进行控制,并控制起始物质的浓度。
本发明还提供聚合物材料(例如硫醇-烯水凝胶),其包含重复的式(IV)单元:
其中X为多肽,t≥1且Ct为包含至少一个碳原子的接头,其中包含Ct接头的X的每个残基可选自天然氨基酸残基、稀有氨基酸残基、非天然氨基酸残基、氨基酸类似物残基或氨基酸模拟物残基,条件是包含Ct接头的天然氨基酸残基不是半胱氨酸残基,且Y选自聚(乳酸)(PLA);聚乙交酯(PGA);PLA和PGA的共聚物(PLGA);聚(乙烯醇)(PVA);聚(乙二醇)(PEG);聚(环氧乙烷);聚(环氧乙烷)-共-聚(环氧丙烷)嵌段共聚物;泊洛沙胺;聚酐;聚原酸酯;聚(羟基酸);聚二噁烷酮;聚碳酸酯;聚氨基碳酸酯;聚(乙烯吡咯烷酮);聚(乙基噁唑啉);聚氨酯;羧甲基纤维素;羟基烷基化纤维素;多肽;核酸;修饰的核酸;锁核酸;多糖;碳水化合物;硫酸乙酰肝素;硫酸软骨素;肝素;藻酸盐;及其组合。在一些实施方案中,所述非天然氨基酸残基为经硫醇取代的β氨基酸残基、经硫醇取代的γ氨基酸残基、经硫醇取代的δ氨基酸残基或经硫醇取代的ε氨基酸残基。在一些实施方案中,所述氨基酸类似物残基或氨基酸模拟物残基衍生自天然氨基酸残基或其中羰基官能团被亚甲基部分替代的非天然氨基酸残基。在一些实施方案中,所述氨基酸类似物残基或氨基酸模拟物残基衍生自天然氨基酸残基或其中氨基官能团被亚甲基替代的非天然氨基酸残基。在一些实施方案中,Ct选自(C2-C6)烷二基-、-C(=O)-(C1-C6)-烷二基-和-C(=O)-(C1-C6)-烷二基-(O-CH2CH2)z-,其中z为1-10,000的整数。在一些实施方案中,Ct可进一步取代有一个或多个选自卤素、烷基和烷氧基的取代基。如本领域技术人员所理解,硫原子与Y之间的每个C-C部分为由反应性硫醇基团与反应性烯基团的硫醇-烯反应得到的部分,诸如独立选自以下的反应性烯基团:乙烯基乙酰基、乙烯基酯、乙烯基磺酰基、乙烯基醚、烯丙基、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、丙烯酰胺基、马来酰亚胺基、丙烯基醚、烯丙基醚、烯基、不饱和酯、二烯基、N-乙烯基氨甲酰基和降冰片-2-烯-5-基。在一些实施方案中,硫原子与Y之间的C-C部分为由反应性硫醇基团与反应性烯基团的硫醇-烯反应得到的部分,其中所述反应性烯基团为降冰片-2-烯-5-基。如本领域技术人员所理解,有多种将C-C部分添加至Y基团的方式。这些方法可得到携带烯/炔的部分与烯/炔官能团之间的接头基团,诸如,作为非限制性实例,酰胺官能团、酯官能团或其组合。在一个实施方案中,用5-降冰片烯-2-羧酸修饰PEG,由此使得经由酯连接键将一个或多个末端降冰片烯部分(降冰片-2-烯-5-基)添加至PEG。在另一实施方案中,用NHS-降冰片烯修饰PEG胺,由此使得经由酰胺连接键将一个或多个末端降冰片烯部分(降冰片-2-烯-5-基)添加至PEG。在一些实施方案中,硫原子与Y之间的每个C-C部分为独立选自以下的部分:-CH2-CH2-CH2-C(=O)-、-CH2-CH2-OC(=O)-、-CH2-CH2-S(=O)2-、-CH2-CH2-O-、-(C2-C6)-烷二基-、-CH2-CH2-C(=O)O-、-CH2-CH(CH3)-C(=O)O-、-CH2-CH2-C(=O)NH-、-CH(CH3)-CH2-O-、-CH2-CH2-CH2-O-、-CH2-CH2-NHC(=O)-、和其中第一虚线(-C-C)或波浪线表示键合至硫原子和第二虚线(C-C-)或键合至Y基团,其可为直接键或经由接头部分,诸如,作为非限制性实例,酰胺官能团、酯官能团或其组合。应当理解,这种C-C部分衍生自包含选自以下的部分的烯基团:乙烯基乙酰基、乙烯基酯、乙烯基磺酰基、乙烯基醚、烯丙基、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、丙烯酰胺基、马来酰亚胺基、丙烯基醚、烯丙基醚、烯基、不饱和酯、二烯基、N-乙烯基氨甲酰基和降冰片-2-烯-5-基。
本发明还提供聚合物材料[例如,涉及硫醇-烯水凝胶],其包含式的重复单元(V):
其中X为多肽,t≥1且Ct为包含至少一个碳原子的接头,其中包含Ct接头的X的每个残基可选自天然氨基酸残基、稀有氨基酸残基、非天然氨基酸残基、氨基酸类似物残基或氨基酸模拟物残基,条件是包含Ct接头的天然氨基酸残基不是半胱氨酸残基,且Y选自聚(乳酸)(PLA);聚乙交酯(PGA);PLA和PGA的共聚物(PLGA);聚(乙烯醇)(PVA);聚(乙二醇)(PEG);聚(环氧乙烷);聚(环氧乙烷)-共-聚(环氧丙烷)嵌段共聚物;泊洛沙胺;聚酐;聚原酸酯;聚(羟基酸);聚二噁烷酮;聚碳酸酯;聚氨基碳酸酯;聚(乙烯吡咯烷酮);聚(乙基噁唑啉);聚氨酯;羧甲基纤维素;羟基烷基化纤维素;多肽;核酸;修饰的核酸;锁核酸;多糖;碳水化合物;硫酸乙酰肝素;硫酸软骨素;肝素;藻酸盐;及其组合;其中表示与式(V)的聚合物部分的另一亚基的硫醚部分附接的点。在一些实施方案中,所述非天然氨基酸残基为经硫醇取代的β氨基酸残基、经硫醇取代的γ氨基酸残基、经硫醇取代的δ氨基酸残基或经硫醇取代的ε氨基酸残基。在一些实施方案中,所述氨基酸类似物残基或氨基酸模拟物残基衍生自天然氨基酸残基或其中羰基官能团被亚甲基部分替代的非天然氨基酸残基。在一些实施方案中,所述氨基酸类似物残基或氨基酸模拟物残基衍生自天然氨基酸残基或其中氨基官能团被亚甲基替代的非天然氨基酸残基。在一些实施方案中,Ct选自(C2-C6)烷二基-、-C(=O)-(C1-C6)-烷二基-和-C(=O)-(C1-C6)-烷二基-(O-CH2CH2)z-,其中z为1-10,000的整数。在一些实施方案中,Ct可进一步取代有一个或多个选自卤素、烷基和烷氧基的取代基。如本领域技术人员所理解,硫原子与Y之间的每个C-C部分为由反应性硫醇基团与反应性烯基团的硫醇-烯反应得到的部分诸如独立选自以下的反应性烯基团:乙烯基乙酰基、乙烯基酯、乙烯基磺酰基、乙烯基醚、烯丙基、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、丙烯酰胺基、马来酰亚胺基、丙烯基醚、烯丙基醚、烯基、不饱和酯、二烯基、N-乙烯基氨甲酰基和降冰片-2-烯-5-基。在一些实施方案中,硫原子与Y之间的C-C部分为由反应性硫醇基团与反应性烯基团的硫醇-烯反应得到的部分,其中所述反应性烯基团为降冰片-2-烯-5-基。如本领域技术人员所理解,有多种将C-C部分添加至Y基团的方式。这些方法可得到携带烯/炔的部分与烯/炔官能团之间的接头基团,诸如,作为非限制性实例,酰胺官能团、酯官能团或其组合。在一个实施方案中,用5-降冰片烯-2-羧酸修饰PEG,由此使得经由酯连接键将一个或多个末端降冰片烯部分(降冰片-2-烯-5-基)添加至PEG。在另一实施方案中,用NHS-降冰片烯修饰PEG胺,由此使得经由酰胺连接键将一个或多个末端降冰片烯部分(降冰片-2-烯-5-基)添加至PEG。在一些实施方案中,硫原子与Y之间的每个C-C部分为独立选自以下的部分:-CH2-CH2-CH2-C(=O)-、-CH2-CH2-OC(=O)-、-CH2-CH2-S(=O)2-、-CH2-CH2-O-、-(C2-C6)-烷二基-、-CH2-CH2-C(=O)O-、-CH2-CH(CH3)-C(=O)O-、-CH2-CH2-C(=O)NH-、-CH(CH3)-CH2-O-、-CH2-CH2-CH2-O-、-CH2-CH2-NHC(=O)-、和其中第一虚线(-C-C)或波浪线表示键合至硫原子和第二虚线(C-C-)或键合至Y基团,其可为直接键或经由接头部分,诸如,作为非限制性实例,酰胺官能团、酯官能团或其组合。应当理解,这种C-C部分衍生自包含选自以下的部分的烯基团:乙烯基乙酰基、乙烯基酯、乙烯基磺酰基、乙烯基醚、烯丙基、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、丙烯酰胺基、马来酰亚胺基、丙烯基醚、烯丙基醚、烯基、不饱和酯、二烯基、N-乙烯基氨甲酰基和降冰片-2-烯-5-基。
本发明还提供聚合物材料[例如,涉及硫醇-烯水凝胶],其包含重复的式(VI)单元:
其中X为多肽,t≥1且Ct为包含至少一个碳原子的接头,其中包含Ct接头的X的每个残基可选自天然氨基酸残基、稀有氨基酸残基、非天然氨基酸残基、氨基酸类似物残基或氨基酸模拟物残基,条件是包含Ct接头的天然氨基酸残基不是半胱氨酸残基,且Y选自聚(乳酸)(PLA);聚乙交酯(PGA);PLA和PGA的共聚物(PLGA);聚(乙烯醇)(PVA);聚(乙二醇)(PEG);聚(环氧乙烷);聚(环氧乙烷)-共-聚(环氧丙烷)嵌段共聚物;泊洛沙胺;聚酐;聚原酸酯;聚(羟基酸);聚二噁烷酮;聚碳酸酯;聚氨基碳酸酯;聚(乙烯吡咯烷酮);聚(乙基噁唑啉);聚氨酯;羧甲基纤维素;羟基烷基化纤维素;多肽;核酸;修饰的核酸;锁核酸;多糖;碳水化合物;硫酸乙酰肝素;硫酸软骨素;肝素;藻酸盐;及其组合;其中表示与式(VI)的聚合物部分的另一亚基的硫醚部分附接的点。在一些实施方案中,所述非天然氨基酸残基为经硫醇取代的β氨基酸残基、经硫醇取代的γ氨基酸残基、经硫醇取代的δ氨基酸残基或经硫醇取代的ε氨基酸残基。在一些实施方案中,所述氨基酸类似物残基或氨基酸模拟物残基衍生自天然氨基酸残基或其中羰基官能团被亚甲基部分替代的非天然氨基酸残基。在一些实施方案中,所述氨基酸类似物残基或氨基酸模拟物残基衍生自天然氨基酸残基或其中氨基官能团被亚甲基替代的非天然氨基酸残基。在一些实施方案中,Ct选自(C2-C6)烷二基-、-C(=O)-(C1-C6)-烷二基-和-C(=O)-(C1-C6)-烷二基-(O-CH2CH2)z-,其中z为1-10,000的整数。在一些实施方案中,Ct可进一步取代有一个或多个选自卤素、烷基和烷氧基的取代基。如本领域技术人员所理解,硫原子与Y之间的每个C-C部分为由反应性硫醇基团与反应性烯基团的硫醇-烯反应得到的部分诸如独立选自以下的反应性烯基团:乙烯基乙酰基、乙烯基酯、乙烯基磺酰基、乙烯基醚、烯丙基、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、丙烯酰胺基、马来酰亚胺基、丙烯基醚、烯丙基醚、烯基、不饱和酯、二烯基、N-乙烯基氨甲酰基和降冰片-2-烯-5-基。在一些实施方案中,硫原子与Y之间的C-C部分为由反应性硫醇基团与反应性烯基团的硫醇-烯反应得到的部分,其中所述反应性烯基团为降冰片-2-烯-5-基。如本领域技术人员所理解,有多种将C-C部分添加至Y基团的方式。这些方法可得到携带烯/炔的部分与烯/炔官能团之间的接头基团,诸如,作为非限制性实例,酰胺官能团、酯官能团或其组合。在一个实施方案中,用5-降冰片烯-2-羧酸修饰PEG,由此使得经由酯连接键将一个或多个末端降冰片烯部分(降冰片-2-烯-5-基)添加至PEG。在另一实施方案中,用NHS-降冰片烯修饰PEG胺,由此使得经由酰胺连接键将一个或多个末端降冰片烯部分(降冰片-2-烯-5-基)添加至PEG。在一些实施方案中,硫原子与Y之间的每个C-C部分为独立选自以下的部分:-CH2-CH2-CH2-C(=O)-、-CH2-CH2-OC(=O)-、-CH2-CH2-S(=O)2-、-CH2-CH2-O-、-(C2-C6)-烷二基-、-CH2-CH2-C(=O)O-、-CH2-CH(CH3)-C(=O)O-、-CH2-CH2-C(=O)NH-、-CH(CH3)-CH2-O-、-CH2-CH2-CH2-O-、-CH2-CH2-NHC(=O)-、和其中第一虚线(-C-C)或波浪线表示键合至硫原子和第二虚线(C-C-)或键合至Y基团,其可为直接键或经由接头部分,诸如,作为非限制性实例,酰胺官能团、酯官能团或其组合。应当理解,这种C-C部分衍生自包含选自以下的部分的烯基团:乙烯基乙酰基、乙烯基酯、乙烯基磺酰基、乙烯基醚、烯丙基、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、丙烯酰胺基、马来酰亚胺基、丙烯基醚、烯丙基醚、烯基、不饱和酯、二烯基、N-乙烯基氨甲酰基和降冰片-2-烯-5-基。
在一些实施方案中,式(IV)、(V)或(VI)的聚合物材料可进一步包含与聚合物材料的聚合物基质相关联的生物活性组分。在这些实施方案的一些中,所述生物活性组分包囊于聚合物基质。在这些实施方案的一些中,所述生物活性组分共价结合至(例如,掺入或附接至)聚合物基质。该生物活性组分可为本文所述的可适用的生物活性组分中的任一种,诸如组织、细胞、蛋白质、肽、小分子药物、核酸、包囊的核酸(例如包囊于脂质纳米颗粒)、脂质、碳水化合物或农业化合物本文所述的。
应当理解,在式(C)、(D)、(IV)、(V)和(VI)中所示的重复单元中,碳原子可为CH2或可在重复基团中的一个或多于一个碳原子处被取代,甚至包括掺入双键的环结构。此外,应当理解,为了用烯/炔衍生化生物活性化合物,在生物活性化合物与碳之间可存在一个或多个连接基团。
用途
本文所述的或通过本文所述的方法产生的肽:聚合物组合物可在治疗人和动物中具有许多用途。在一个实施方案(药物递送)中,生物活性化合物被包囊、附接或掺入水凝胶中,并且使水凝胶与组织接触,由此使得生物活性组分被释放到组织中。它可通过上述任何机理释放到组织中,包括从水凝胶中扩散、水凝胶的降解或经由可降解的接头释放。在另一实施方案(组织再生)中,水凝胶作为组织再生的骨架起作用。在一个这样的实施方案中,细胞或组织被包囊于骨架中,并且将骨架置于组织缺陷中。水凝胶可预先制造,在施用时预聚合,或者可在缺陷的部位进行原位聚合。在另一实施方案中,水凝胶作为从周围迁移到骨架中的细胞的骨架起作用。
在一些实施方案中,本发明提供一种用于治疗有此需要的受试者(例如人或动物)的疾病或病症的方法,包括给予本文所述的经修饰的多肽(诸如与第二部分缀合的多肽);与本文所述的生物相容性交联的可降解水凝胶聚合物相关联[例如,包囊于或共价键合至(掺入或附接至)]的生物活性组分;本文所述的的化合物;或与本文所述的聚合物材料相关联[例如,包囊于或共价键合至(掺入或附接至)]的生物活性组分。
在一些实施方案中,本发明提供一种用于再生组织的方法,包括在损伤或缺陷组织的部位释放包囊于本文所述的生物相容性交联的可降解水凝胶聚合物中的细胞或组织。在一些实施方案中,所述方法进一步包括在损伤或缺陷组织的部位产生包含生物相容性交联的可降解水凝胶聚合物的组合物。
试剂盒
包含本文提供的化合物或组合物(例如,式(A)-(D)或(I)-(VI)的化合物或这些化合物的一种前体或多种前体,以及任选的额外药剂,诸如额外的生物活性组分)的试剂盒。在一个方面,试剂盒包括用于治疗损伤(诸如伤口)的说明书。
上文和全文详细描述的任何组合物可用于试剂盒中,如同将每种化合物和组合物具体地和单独列出用于试剂盒一样。试剂盒可任选包含诸如用于治疗损伤(诸如伤口)的说明书。试剂盒可包含与治疗相关的额外组分,诸如用于将化合物或组合物递送到个体上的期望部位(诸如伤口)的施用器(applicator),诸如针和/或注射器。试剂盒还可包含选择用于引发聚合的光引发剂。试剂盒可进一步含有在选择以匹配用于引发聚合的光引发剂的吸收光谱的波长处发射光的光源。
制品
本发明提供制品,其包含其中本文提供的化合物或组合物(例如,式(A)-(D)或(I)-(VI)的化合物或这些化合物的一种前体或多种前体,以及任选的额外药剂,诸如额外的生物活性组分)包含在内的容器。制品可以是瓶、小瓶(包括密封或可封闭的管)、安瓿、一次性使用施用器、注射器等。容器可由各种材料形成,诸如玻璃或塑料,并且在一个方面,还含有在容器上或与容器相关联的标签,其指示用于治疗本文提供的适应症的指导,诸如愈合伤口。
在一个方面,容器是含有本文提供的组合物的单位剂型的医疗装置。所述装置可含有用于将组合物施用至个体上的损伤部位(例如,伤口)的施用器。可选择地,容器(例如,瓶、小瓶或安瓿)可与用于将组合物从容器分配至期望部位(例如,伤口)的针和/或注射器的说明书一起包装或提供。在一个方面,包括本文提供的化合物或组合物或本文提供的化合物或组合物的一种前体或多种前体的制品(例如,式(A)-(D)或(I)-(VI)的化合物或这些化合物的一种前体或多种前体)与适合于获得或储存任选的额外试剂(诸如额外的生物活性组分)的第二容器一起包装。
本文所述的任何组合物可用于制品中,如同将每种组合物具体地和单独列出用于使用制品一样。
列举的实施方案
通过以下实施方式进一步描述本发明。适当和可行时,每个实施方案的特征可与任何其它实施方案组合。
实施方案1.一种用于连接多肽的方法,其中所述多肽包含肽骨架和一个或多个反应性硫醇基团,所述方法包括使多肽的反应性硫醇基团与包含一个或多个反应性烯基团的烯化合物在促进自由基介导的硫醇-烯反应的条件下反应,其中多肽的反应性硫醇基团具有为半胱氨酸硫醇基团的至少2倍的针对自由基介导的硫醇-烯反应的反应性。
实施方案2.实施方案1的方法,其中所述方法包括使多肽的反应性硫醇基团与自由基引发剂和烯化合物反应。
实施方案3.实施方案1或2的方法,其中所述多肽的反应性硫醇基团通过两个或更多个碳原子与所述多肽的肽骨架隔开。
实施方案4.实施方案3的方法,其中所述多肽的反应性硫醇基团是多肽的高半胱氨酸残基的硫醇基团或多肽的2-氨基-5-巯基戊酸残基的硫醇基团。
实施方案5.实施方案3的方法,其中所述多肽的反应性硫醇基团为经由接头附接至赖氨酸残基的侧链氨基的硫醇基团。
实施方案6.实施方案2至5中任一项的方法,其中所述自由基引发剂为选自以下的光引发剂:苯基-2,4,6-三甲基苯甲酰基亚膦酸锂(LAP)、苯基-2,4,6-三甲基苯甲酰基亚膦酸钠(NAP)、2-羟基-1-[4-(2-羟基乙氧基)苯基]-2-甲基-1-丙酮、1-羟基-环己基-苯基-酮和2,2-二甲氧基-1,2-二苯基乙-1-酮。
实施方案7.实施方案6的方法,其中通过使光引发剂暴露于具有与光引发剂的激发波长相匹配的波长的光来引发硫醇-烯反应。
实施方案8.实施方案6或7的方法,其中所述方法进一步包括控制光引发剂的量、光的强度和/或光引发剂暴露于光的时间。
实施方案9.实施方案8的方法,其中所述硫醇-烯反应达到约70%完成至约95%完成。
实施方案10.实施方案1至9中任一项的方法,其中所述多肽包含两个或更多个反应性硫醇基团,其各自通过两个或更多个碳原子与多肽的肽骨架隔开。
实施方案11.实施方案10的方法,其中所述烯化合物包含两个或更多个反应性烯基团。
实施方案12.实施方案11的方法,其中所述多肽包含n个反应性硫醇基团,所述烯化合物包含m个反应性烯基团,其中n和m独立地为≥2的整数且n+m≥5。
实施方案13.实施方案12的方法,其中所述烯化合物为烯改性的生物相容性单体。
实施方案14.实施方案13的方法,其中所述烯化合物为降冰片烯改性的聚乙二醇(PEG)。
实施方案15.实施方案13或14的方法,其中所述多肽进一步包含已知对蛋白酶敏感的肽序列。
实施方案16.实施方案15的方法,其中所述硫醇-烯反应提供生物相容性交联的可降解水凝胶聚合物。
实施方案17.实施方案1至9中任一项的方法,其中所述烯化合物包含一个反应性烯基团。
实施方案18.实施方案17的方法,其中所述烯化合物包含聚合物、捕获部分、标记物、碳水化合物、核酸或第二多肽。
实施方案19.实施方案17的方法,其中所述烯化合物包含生物活性组分。
实施方案20.实施方案17至19中任一项的方法,其中所述多肽包含通过两个或更多个碳原子与多肽的肽骨架隔开的一个反应性硫醇基团。
实施方案21.实施方案17至20中任一项的方法,其中所述多肽选自肽或蛋白质激素、生长因子、细胞因子、白细胞介素、受体、可溶性受体、治疗性蛋白、酶和结构蛋白。
实施方案22.实施方案1至9中任一项的方法,其中所述多肽包含通过两个或更多个碳原子与多肽的肽骨架隔开的一个反应性硫醇基团,并且所述烯化合物包含两个或更多个反应性烯基团。
实施方案23.实施方案22的方法,其中所述烯化合物包含两个或更多个反应性烯基团。
实施方案24.实施方案22的方法,其中所述方法进一步包括使第二硫醇化合物与包含两个或更多个反应性烯基团的烯化合物反应,其中所述第二硫醇化合物包含两个或更多个反应性硫醇基团。
实施方案25.实施方案24的方法,其中所述第二硫醇化合物包含j个反应性硫醇基团,所述烯化合物包含k个反应性烯基团,其中j和k独立地为≥2的整数且j+k≥5。
实施方案26.实施方案24或25的方法,其中所述第二硫醇化合物包含选自以下的聚合物部分:聚(乳酸)(PLA);聚乙交酯(PGA);PLA和PGA的共聚物(PLGA);聚(乙烯醇)(PVA);聚(乙二醇)(PEG);聚(环氧乙烷);聚(环氧乙烷)-共-聚(环氧丙烷)嵌段共聚物;泊洛沙胺;聚酐;聚原酸酯;聚(羟基酸);聚二噁烷酮;聚碳酸酯;聚氨基碳酸酯;聚(乙烯吡咯烷酮);聚(乙基噁唑啉);聚氨酯;羧甲基纤维素;羟基烷基化纤维素;多肽;核酸;修饰的核酸;锁核酸;多糖;碳水化合物;硫酸乙酰肝素;硫酸软骨素;肝素;藻酸盐;及其组合。
实施方案27.实施方案24或25的方法,其中所述第二硫醇化合物包含肽骨架、可降解的肽和两个或更多个反应性硫醇基团,所述硫醇基团各自通过两个或更多个碳原子与肽骨架隔开。
实施方案28.实施方案27的方法,其中所述第二硫醇化合物包含已知对蛋白酶敏感的肽序列和位于肽序列侧翼的两个高半胱氨酸残基。
实施方案29.实施方案24或25的方法,其中所述第二硫醇化合物包含聚乙二醇和附接至聚乙二醇的两个末端硫醇基团。
实施方案30.实施方案22至29中任一项的方法,其中所述烯化合物包含选自以下的聚合物部分:聚(乳酸)(PLA);聚乙交酯(PGA);PLA和PGA的共聚物(PLGA);聚(乙烯醇)(PVA);聚(乙二醇)(PEG);聚(环氧乙烷);聚(环氧乙烷)-共-聚(环氧丙烷)嵌段共聚物;泊洛沙胺;聚酐;聚原酸酯;聚(羟基酸);聚二噁烷酮;聚碳酸酯;聚氨基碳酸酯;聚(乙烯吡咯烷酮);聚(乙基噁唑啉);聚氨酯;羧甲基纤维素;羟基烷基化纤维素;多肽;核酸;修饰的核酸;锁核酸;多糖;碳水化合物;硫酸乙酰肝素;硫酸软骨素;肝素;藻酸盐;及其组合。
实施方案31.实施方案1至30中任一项的方法,进一步包括产生包含一个或多个反应性硫醇基团的多肽。
实施方案32.实施方案31的方法,其中产生包含一个或多个反应性硫醇基团的多肽包括使用经保护的含硫醇的氨基酸或氨基酸类似物的多肽合成,其中所述硫醇基团通过两个或更多个碳原子与同羧基相邻的碳原子隔开,所述经保护的含硫醇的氨基酸或氨基酸类似物诸如经保护的高半胱氨酸或2-氨基-5-巯基戊酸。
实施方案33.实施方案31的方法,其中产生包含一个或多个反应性硫醇基团的多肽包括使用硫醇化剂修饰多肽。
实施方案34.实施方案31的方法,其中产生包含一个或多个反应性硫醇基团的多肽包括将多肽中的甲硫氨酸残基进行化学或酶促转化为高半胱氨酸残基。
实施方案35.一种通过实施方案1至34中任一项的方法产生的连接多肽。
实施方案36.一种用于产生生物相容性交联的可降解水凝胶聚合物的方法,包括使反应性硫醇化合物与自由基引发剂和反应性烯化合物反应,其中所述反应性硫醇化合物包含肽骨架、可降解的肽和两个或更多个反应性硫醇基团,所述硫醇基团各自通过两个或更多个碳原子与肽骨架隔开;且所述反应性烯化合物是包含两个或更多个反应性烯基团的烯改性的生物相容性单体。
实施方案37.实施方案36的方法,其中所述多肽包含n个反应性硫醇基团,所述烯化合物包含m个反应性烯基团,其中n和m独立地为≥2的整数且n+m≥5。
实施方案38.实施方案36的方法,进一步包括向反应混合物中添加生物活性组分,其中所述生物活性组分与生物相容性交联的可降解水凝胶聚合物的聚合物基质相关联。
实施方案39.实施方案36或38的方法,其中反应性硫醇化合物的反应性硫醇基团独立选自多肽的高半胱氨酸残基的硫醇基团、多肽的2-氨基-5-巯基戊酸残基的硫醇基团和经由接头附接至赖氨酸残基的侧链氨基的硫醇基团。
实施方案40.实施方案36至39中任一项的方法,其中所述自由基引发剂为选自以下的光引发剂:苯基-2,4,6-三甲基苯甲酰基亚膦酸锂(LAP)、苯基-2,4,6-三甲基苯甲酰基亚膦酸钠(NAP)、2-羟基-1-[4-(2-羟基乙氧基)苯基]-2-甲基-1-丙酮、1-羟基-环己基-苯基-酮和2,2-二甲氧基-1,2-二苯基乙-1-酮。
实施方案41.实施方案36至40中任一项的方法,其中所述反应性烯化合物包含选自以下的聚合物部分:聚(乳酸)(PLA);聚乙交酯(PGA);PLA和PGA的共聚物(PLGA);聚(乙烯醇)(PVA);聚(乙二醇)(PEG);聚(环氧乙烷);聚(环氧乙烷)-共-聚(环氧丙烷)嵌段共聚物;泊洛沙胺;聚酐;聚原酸酯;聚(羟基酸);聚二噁烷酮;聚碳酸酯;聚氨基碳酸酯;聚(乙烯吡咯烷酮);聚(乙基噁唑啉);聚氨酯;羧甲基纤维素;羟基烷基化纤维素;多肽;核酸;修饰的核酸;锁核酸;多糖;碳水化合物;硫酸乙酰肝素;硫酸软骨素;肝素;藻酸盐;及其组合。
实施方案42.实施方案38至41中任一项的方法,其中所述生物活性组分为组织、细胞、蛋白质、肽、小分子药物、核酸、包囊的核酸(例如包囊于脂质纳米颗粒中)、脂质、碳水化合物或农业化合物。
实施方案43.实施方案42的方法,其中所述生物活性组分包囊于生物相容性交联的可降解水凝胶聚合物的聚合物基质中。
实施方案44.实施方案42的方法,其中所述生物活性组分共价键合至生物相容性交联的可降解水凝胶聚合物的聚合物基质。
实施方案45.实施方案44的方法,其中所述生物活性组分为经由通过使生物活性多肽的反应性硫醇基团与烯基团反应所形成的硫醚连接键而共价键合至聚合物基质的生物活性多肽,其中所述硫醚连接键的硫基通过两个或更多个碳原子与生物活性多肽的骨架隔开。
实施方案46.一种通过实施方案35至45中任一项的方法产生的生物相容性交联的可降解水凝胶聚合物。
实施方案47.实施方案46的生物相容性交联的可降解水凝胶聚合物,进一步包含与生物相容性交联的可降解水凝胶聚合物的聚合物基质相关联的生物活性组分。
实施方案48.式(A)化合物:
P-[Ct-S-C-C-Q]x
其中P为多肽,t≥2,Ct是包含至少两个碳原子的接头,x为1或大于1的整数且Q为生物活性组分、聚合物、捕获部分、标记物、碳水化合物、核酸或第二多肽。
实施方案49.实施方案48的化合物,其中所述化合物通过以下方式产生:使式P-[Ct-SH]x化合物与式CH2=CH-Q化合物和自由基引发剂反应。
实施方案50.式(B)化合物:
[P-Ct-S-C-C]y-Q
其中P为多肽,t≥2,Ct是包含至少两个碳原子的接头,y为1或大于1的整数且Q选自聚(乳酸)(PLA);聚乙交酯(PGA);PLA和PGA的共聚物(PLGA);聚(乙烯醇)(PVA);聚(乙二醇)(PEG);聚(环氧乙烷);聚(环氧乙烷)-共-聚(环氧丙烷)嵌段共聚物;泊洛沙胺;聚酐;聚原酸酯;聚(羟基酸);聚二噁烷酮;聚碳酸酯;聚氨基碳酸酯;聚(乙烯吡咯烷酮);聚(乙基噁唑啉);聚氨酯;羧甲基纤维素;羟基烷基化纤维素;多肽;核酸;修饰的核酸;锁核酸;多糖;碳水化合物;硫酸乙酰肝素;硫酸软骨素;肝素;藻酸盐;及其组合。
实施方案51.实施方案50的化合物,其中所述化合物通过以下方式产生:使式P-Ct-SH化合物与式[CH2=CH]yQ化合物和自由基引发剂反应。
实施方案52.实施方案50的化合物,其中Q为式(Qa)的聚合物部分:
其中,R1和R2独立选自聚(乳酸)(PLA);聚乙交酯(PGA);PLA和PGA的共聚物(PLGA);聚(乙烯醇)(PVA);聚(乙二醇)(PEG);聚(环氧乙烷);聚(环氧乙烷)-共-聚(环氧丙烷)嵌段共聚物;泊洛沙胺;聚酐;聚原酸酯;聚(羟基酸);聚二噁烷酮;聚碳酸酯;聚氨基碳酸酯;聚(乙烯吡咯烷酮);聚(乙基噁唑啉);聚氨酯;羧甲基纤维素;羟基烷基化纤维素;多肽;核酸;修饰的核酸;锁核酸;多糖;碳水化合物;硫酸乙酰肝素;硫酸软骨素;肝素;藻酸盐;及其组合;且其中表示与式(B)的P-Ct-S-部分之一的硫原子或式(Qa)的聚合物部分的另一亚基的硫醚部分中任一者的附接点。
实施方案53.实施方案50的化合物,其中Q为式(Qb)的聚合物部分:
其中,R1和R2独立选自聚(乳酸)(PLA);聚乙交酯(PGA);PLA和PGA的共聚物(PLGA);聚(乙烯醇)(PVA);聚(乙二醇)(PEG);聚(环氧乙烷);聚(环氧乙烷)-共-聚(环氧丙烷)嵌段共聚物;泊洛沙胺;聚酐;聚原酸酯;聚(羟基酸);聚二噁烷酮;聚碳酸酯;聚氨基碳酸酯;聚(乙烯吡咯烷酮);聚(乙基噁唑啉);聚氨酯;羧甲基纤维素;羟基烷基化纤维素;多肽;核酸;修饰的核酸;锁核酸;多糖;碳水化合物;硫酸乙酰肝素;硫酸软骨素;肝素;藻酸盐;及其组合;且其中表示与式(B)的P-Ct-S-部分之一的硫原子或式(Qb)的聚合物部分的另一亚基的硫醚部分中任一者的附接点。
实施方案54.一种聚合物材料[例如涉及硫醇-烯水凝胶],其包含重复的式(I)单元:
其中X为多肽,t≥2,Ct是包含至少两个碳原子的接头,且Y选自聚(乳酸)(PLA);聚乙交酯(PGA);PLA和PGA的共聚物(PLGA);聚(乙烯醇)(PVA);聚(乙二醇)(PEG);聚(环氧乙烷);聚(环氧乙烷)-共-聚(环氧丙烷)嵌段共聚物;泊洛沙胺;聚酐;聚原酸酯;聚(羟基酸);聚二噁烷酮;聚碳酸酯;聚氨基碳酸酯;聚(乙烯吡咯烷酮);聚(乙基噁唑啉);聚氨酯;羧甲基纤维素;羟基烷基化纤维素;多肽;核酸;修饰的核酸;锁核酸;多糖;碳水化合物;硫酸乙酰肝素;硫酸软骨素;肝素;藻酸盐;及其组合。
实施方案55.实施方案54的聚合物材料,其进一步包含与聚合物材料的聚合物基质相关联的生物活性组分。
实施方案56.一种聚合物材料[例如涉及硫醇-烯水凝胶],其包含重复的式(II)单元:
其中X为多肽,t≥2,Ct为包含至少两个碳原子的接头(即,X经由长度为两个碳原子或更长的接头连接至两个硫醚部分),且Y选自聚(乳酸)(PLA);聚乙交酯(PGA);PLA和PGA的共聚物(PLGA);聚(乙烯醇)(PVA);聚(乙二醇)(PEG);聚(环氧乙烷);聚(环氧乙烷)-共-聚(环氧丙烷)嵌段共聚物;泊洛沙胺;聚酐;聚原酸酯;聚(羟基酸);聚二噁烷酮;聚碳酸酯;聚氨基碳酸酯;聚(乙烯吡咯烷酮);聚(乙基噁唑啉);聚氨酯;羧甲基纤维素;羟基烷基化纤维素;多肽;核酸;修饰的核酸;锁核酸;多糖;碳水化合物;硫酸乙酰肝素;硫酸软骨素;肝素;藻酸盐;及其组合;其中表示与式(II)的聚合物部分的另一亚基的硫醚部分附接的点。
实施方案57.一种聚合物材料[例如涉及硫醇-烯水凝胶],其包含重复的式(III)单元:
其中X为多肽,t≥2,Ct为包含至少两个碳原子的接头(即,X经由长度为两个碳原子或更长的接头连接至两个硫醚部分),且Y选自聚(乳酸)(PLA);聚乙交酯(PGA);PLA和PGA的共聚物(PLGA);聚(乙烯醇)(PVA);聚(乙二醇)(PEG);聚(环氧乙烷);聚(环氧乙烷)-共-聚(环氧丙烷)嵌段共聚物;泊洛沙胺;聚酐;聚原酸酯;聚(羟基酸);聚二噁烷酮;聚碳酸酯;聚氨基碳酸酯;聚(乙烯吡咯烷酮);聚(乙基噁唑啉);聚氨酯;羧甲基纤维素;羟基烷基化纤维素;多肽;核酸;修饰的核酸;锁核酸;多糖;碳水化合物;硫酸乙酰肝素;硫酸软骨素;肝素;藻酸盐;及其组合;其中表示与式(III)的聚合物部分的另一亚基的硫醚部分附接的点。
实施方案58.式(C)化合物:
P-[Ct-S-C-C-Q]x
其中P为多肽,Ct为包含至少一个碳原子的接头,t≥1,x为1或大于1的整数且Q为生物活性组分(例如,药物、毒素或农药)、聚合物部分(例如,PEG)、捕获部分(例如,生物素)、标记物(例如,荧光标记、发色团或荧光团)、糖或碳水化合物、核酸或第二多肽且其中包含Ct接头的P的每个残基可选自天然氨基酸残基、稀有氨基酸残基、非天然氨基酸残基、氨基酸类似物残基或氨基酸模拟物残基,条件是包含Ct接头的天然氨基酸残基不是半胱氨酸残基。
实施方案59.权利要求58的化合物,其中所述化合物通过以下方式产生:使式P-[Ct-SH]x化合物与式CH2=CH-Q化合物和自由基引发剂反应。
实施方案60.式(D)化合物:
[P-Ct-S-C-C]y-Q
其中P为多肽,Ct为包含至少一个碳原子的接头,t≥1,其中包含Ct接头的P的每个残基可选自天然氨基酸残基、稀有氨基酸残基、非天然氨基酸残基、氨基酸类似物残基或氨基酸模拟物残基,条件是包含Ct接头的天然氨基酸残基不是半胱氨酸残基;y为1或大于1的整数(例如,2、3、4或更大)且Q选自聚(乳酸)(PLA);聚乙交酯(PGA);PLA和PGA的共聚物(PLGA);聚(乙烯醇)(PVA);聚(乙二醇)(PEG);聚(环氧乙烷);聚(环氧乙烷)-共-聚(环氧丙烷)嵌段共聚物;泊洛沙胺;聚酐;聚原酸酯;聚(羟基酸);聚二噁烷酮;聚碳酸酯;聚氨基碳酸酯;聚(乙烯吡咯烷酮);聚(乙基噁唑啉);聚氨酯;羧甲基纤维素;羟基烷基化纤维素;多肽;核酸;修饰的核酸;锁核酸;多糖;碳水化合物;硫酸乙酰肝素;硫酸软骨素;肝素;藻酸盐;及其组合。
实施方案61.实施方案60的化合物,其中所述化合物通过以下方式产生:使式P-Ct-SH化合物与式[CH2=CH]yQ化合物和自由基引发剂反应。
实施方案62.实施方案60的化合物,其中Q为式(Qc)的聚合物部分:
其中,R1和R2独立选自聚(乳酸)(PLA);聚乙交酯(PGA);PLA和PGA的共聚物(PLGA);聚(乙烯醇)(PVA);聚(乙二醇)(PEG);聚(环氧乙烷);聚(环氧乙烷)-共-聚(环氧丙烷)嵌段共聚物;泊洛沙胺;聚酐;聚原酸酯;聚(羟基酸);聚二噁烷酮;聚碳酸酯;聚氨基碳酸酯;聚(乙烯吡咯烷酮);聚(乙基噁唑啉);聚氨酯;羧甲基纤维素;羟基烷基化纤维素;多肽;核酸;修饰的核酸;锁核酸;多糖;碳水化合物;硫酸乙酰肝素;硫酸软骨素;肝素;藻酸盐;及其组合;且其中表示与式(D)的P-Ct-S-部分之一的硫原子或式(Qc)的聚合物部分的另一亚基的硫醚部分中任一者的附接点。
实施方案63.实施方案60的化合物,其中Q为式(Qd)的聚合物部分:
其中,R1和R2独立选自聚(乳酸)(PLA);聚乙交酯(PGA);PLA和PGA的共聚物(PLGA);聚(乙烯醇)(PVA);聚(乙二醇)(PEG);聚(环氧乙烷);聚(环氧乙烷)-共-聚(环氧丙烷)嵌段共聚物;泊洛沙胺;聚酐;聚原酸酯;聚(羟基酸);聚二噁烷酮;聚碳酸酯;聚氨基碳酸酯;聚(乙烯吡咯烷酮);聚(乙基噁唑啉);聚氨酯;羧甲基纤维素;羟基烷基化纤维素;多肽;核酸;修饰的核酸;锁核酸;多糖;碳水化合物;硫酸乙酰肝素;硫酸软骨素;肝素;藻酸盐;及其组合;且其中表示与式(D)的P-Ct-S-部分之一的硫原子或式(Qd)的聚合物部分的另一亚基的硫醚部分中任一者的附接点。
实施方案64.一种聚合物材料(例如硫醇-烯水凝胶),其包含重复的式(IV)单元:
其中X为多肽,t≥1且Ct为包含至少一个碳原子的接头,其中包含Ct接头的X的每个残基可选自天然氨基酸残基、稀有氨基酸残基、非天然氨基酸残基、氨基酸类似物残基或氨基酸模拟物残基,条件是包含Ct接头的天然氨基酸残基不是半胱氨酸残基,且Y选自聚(乳酸)(PLA);聚乙交酯(PGA);PLA和PGA的共聚物(PLGA);聚(乙烯醇)(PVA);聚(乙二醇)(PEG);聚(环氧乙烷);聚(环氧乙烷)-共-聚(环氧丙烷)嵌段共聚物;泊洛沙胺;聚酐;聚原酸酯;聚(羟基酸);聚二噁烷酮;聚碳酸酯;聚氨基碳酸酯;聚(乙烯吡咯烷酮);聚(乙基噁唑啉);聚氨酯;羧甲基纤维素;羟基烷基化纤维素;多肽;核酸;修饰的核酸;锁核酸;多糖;碳水化合物;硫酸乙酰肝素;硫酸软骨素;肝素;藻酸盐;及其组合。
实施方案65.实施方案64的聚合物材料,其进一步包含与聚合物材料的聚合物基质相关联的生物活性组分。
实施方案66.一种聚合物材料[例如涉及硫醇-烯水凝胶],其包含重复的式(V)单元:
其中X为多肽,t≥1且Ct为包含至少一个碳原子的接头,其中包含Ct接头的X的每个残基可选自天然氨基酸残基、稀有氨基酸残基、非天然氨基酸残基、氨基酸类似物残基或氨基酸模拟物残基,条件是包含Ct接头的天然氨基酸残基不是半胱氨酸残基,且Y选自聚(乳酸)(PLA);聚乙交酯(PGA);PLA和PGA的共聚物(PLGA);聚(乙烯醇)(PVA);聚(乙二醇)(PEG);聚(环氧乙烷);聚(环氧乙烷)-共-聚(环氧丙烷)嵌段共聚物;泊洛沙胺;聚酐;聚原酸酯;聚(羟基酸);聚二噁烷酮;聚碳酸酯;聚氨基碳酸酯;聚(乙烯吡咯烷酮);聚(乙基噁唑啉);聚氨酯;羧甲基纤维素;羟基烷基化纤维素;多肽;核酸;修饰的核酸;锁核酸;多糖;碳水化合物;硫酸乙酰肝素;硫酸软骨素;肝素;藻酸盐;及其组合;其中表示与式(V)的聚合物部分的另一亚基的硫醚部分附接的点。
实施方案67.一种聚合物材料[例如涉及硫醇-烯水凝胶],其包含重复的式(VI)单元:
其中X为多肽,t≥1且Ct为包含至少一个碳原子的接头,其中包含Ct接头的X的每个残基可选自天然氨基酸残基、稀有氨基酸残基、非天然氨基酸残基、氨基酸类似物残基或氨基酸模拟物残基,条件是包含Ct接头的天然氨基酸残基不是半胱氨酸残基,且Y选自聚(乳酸)(PLA);聚乙交酯(PGA);PLA和PGA的共聚物(PLGA);聚(乙烯醇)(PVA);聚(乙二醇)(PEG);聚(环氧乙烷);聚(环氧乙烷)-共-聚(环氧丙烷)嵌段共聚物;泊洛沙胺;聚酐;聚原酸酯;聚(羟基酸);聚二噁烷酮;聚碳酸酯;聚氨基碳酸酯;聚(乙烯吡咯烷酮);聚(乙基噁唑啉);聚氨酯;羧甲基纤维素;羟基烷基化纤维素;多肽;核酸;修饰的核酸;锁核酸;多糖;碳水化合物;硫酸乙酰肝素;硫酸软骨素;肝素;藻酸盐;及其组合;其中表示与式(VI)的聚合物部分的另一亚基的硫醚部分附接的点。
实施方案68.一种用于治疗有此需要的受试者的疾病或病症的方法,包括给予实施方案35的经修饰的多肽;与实施方案46的生物相容性交联的可降解水凝胶聚合物相关联的生物活性组分;实施方案48的化合物;实施方案50的化合物;与实施方案54的聚合物材料相关联的生物活性组分;与实施方案56的聚合物材料相关联的生物活性组分;与实施方案57的聚合物材料相关联的生物活性组分;实施方案58的化合物;实施方案60的化合物;与实施方案64的聚合物材料相关联的生物活性组分;与实施方案66的聚合物材料相关联的生物活性组分;或与实施方案67的聚合物材料相关联的生物活性组分。
实施方案69.一种用于再生组织的方法,包括在损伤或缺陷组织的部位释放包囊于实施方案46的生物相容性交联的可降解水凝胶聚合物中的细胞或组织。
实施方案70.实施方案的方法69,进一步包括在损伤或缺陷组织的部位产生包含生物相容性交联的可降解水凝胶聚合物的组合物。
实施方案71.一种试剂盒,其包含实施方案35的经修饰多肽;与实施方案46的生物相容性交联的可降解水凝胶聚合物相关联的生物活性组分;实施方案48的化合物;实施方案50的化合物;与实施方案54的聚合物材料相关联的生物活性组分;与实施方案56的聚合物材料相关联的生物活性组分;与实施方案57的聚合物材料相关联的生物活性组分;实施方案58的化合物;实施方案60的化合物;与实施方案64的聚合物材料相关联的生物活性组分;与实施方案66的聚合物材料相关联的生物活性组分;或与实施方案67的聚合物材料相关联的生物活性组分。
实施方案72.一种制品,其包含实施方案35的经修饰多肽;与实施方案46的生物相容性交联的可降解水凝胶聚合物相关联的生物活性组分;实施方案48的化合物;实施方案50的化合物;与实施方案54的聚合物材料相关联的生物活性组分;与实施方案56的聚合物材料相关联的生物活性组分;与实施方案57的聚合物材料相关联的生物活性组分;实施方案58的化合物;实施方案60的化合物;与实施方案64的聚合物材料相关联的生物活性组分;与实施方案66的聚合物材料相关联的生物活性组分;或与实施方案67的聚合物材料相关联的生物活性组分。
实施例
提供以下实施例以示例说明而不是限制本发明。
实施例1:固相合成后将高半胱氨酸和2-氨基-5-硫基戊酸掺入合成的寡肽中。
根据本领域熟知的方法,通过固相Fmoc合成操作在Rink-Amide树脂上合成序列KCGPQGIAGQCK("MMPA")和CALKVLKGC("C2xPC")的含半胱氨酸的寡肽(参见Chan W.C.andWhite P.D.2000)。
为了位点特异性引入高半胱氨酸或2-氨基-5-硫基戊酸残基以代替这些序列中的半胱氨酸,将经Fmoc保护的构造块(S)-2-(Fmoc-氨基)-4-三苯甲基硫基-丁酸(Bachem)或(S)-Fmoc-2-氨基-5-(三苯甲基硫基)-戊酸(PolyPeptide)在合成操作中使用以代替半胱氨酸的常见构造块(例如Fmoc-L-Cys(Trt)-OH)。使用本领域已知的标准方法将合成的寡肽从树脂上切割、脱保护和纯化。
实施例2:将非天然硫醇掺入合成的寡肽中。
操作1:用NHS-PEG-硫醇进行肽的树脂上选择性硫醇化
为了在没有掺入两个半胱氨酸氨基酸的情况下制备二硫醇肽交联剂,在自动化固相肽合成仪(Tribute,Protein Technologies)上用标准Fmoc化学以0.5mmol规模合成以下肽:GPQ(trt)GIWGQ(trt)GK(Dde)G-树脂。包括最终脱保护步骤以从肽中移去N-末端Fmoc,留下游离的末端胺:NH2-GPQ(trt)GIWGQ(trt)GK(Dde)G-树脂。然后通过将肽-树脂在20ml DMF+2%肼中在室温孵育10分钟来移去K(Dde)上的Dde保护基(该脱保护步骤重复3次),以产生NH2-GPQ(trt)GIWGQ(trt)GK(NH2)G-树脂。然后用DMF洗涤肽-树脂以移去肼并称重(回收5.5g肽-树脂)。
然后将51.4mg肽-树脂转移到单独的玻璃反应容器中(基于0.5mmol合成,得到5.5g肽-树脂,51.4mg将为约0.005mmol肽)。然后将1ml无水DMF(Sigma)、100mg 3.5KDaNHS-PEG-SH(Nanocs)和9μl二异丙基乙胺(Sigma)添加到反应容器中并在室温搅拌>24小时。然后在茚三酮测试中测试游离胺的存在(从反应混合物中取出2μl珠粒,并用40μl 5%茚三酮/乙醇、40μl苯酚/乙醇(4:1比率)和40μl吡啶在100℃孵育2分钟。在该测试中,通过出现紫色检测游离胺的存在)。尽管在该测试中未反应的肽-树脂产生了显著的紫色,但是从NHS-PEG-SH反应混合物中取出的珠粒在并行(side-by-side)测试中并未显示出紫色,这表明游离胺已经成功地与NHS-PEG-SH反应。然后通过与1ml裂解混合物(cocktail)(0.5mlH2O、0.25g苯酚、0.25g二硫苏糖醇(DTT)、0.125ml三异丙基硅烷(TIPS)、5ml三氟乙酸(TFA))反应从树脂上切割肽。该步骤还移去了Q(trt)上的Trt保护基团。通过在乙醚中析出回收肽。
操作2:用巯基-酸进行肽的树脂上选择性硫醇化
为了在没有掺入两个半胱氨酸氨基酸的情况下制备二硫醇肽交联剂,在自动化固相肽合成仪(Tribute,Protein Technologies)上用标准Fmoc化学以0.5mmol规模合成以下肽:GK(Boc)K(Dde)Q(trt)GIWGQ(trt)G K(Dde)K(Boc)G-树脂。包括最终脱保护和封端步骤以从肽中移去N-末端Fmoc并将游离的末端胺封端。然后通过将肽-树脂在20ml DMF+2%肼中在室温孵育10分钟来移去K(Dde)上的Dde保护基(该脱保护步骤重复3次),以产生GK(Boc)K(NH2)Q(trt)GIWGQ(trt)G K(NH2)K(Boc)G-树脂。然后用DMF多次洗涤肽树脂以除去残留的肼,然后置于含有10ml无水DCM的反应玻璃容器中。
通过将600mg NHS、800μl二异丙基碳二亚胺(DIC)和440μl 3-巯基-丙酸在无水DCM中与少量二甲基氨基吡啶(DMAP)混合来进行第二反应。在该反应期间,形成可见的析出物,表明NHS的成功活化。过滤该反应混合物以移去析出物,然后添加至肽-树脂/DCM中。将合并的肽-树脂和活化的NHS在室温混合30分钟以使K(NH2)完全转化成K(N-CCC-SH),如通过茚三酮测试(在先前操作所述)所监测。
然后通过与裂解混合物(1.0ml H2O、0.5g苯酚、0.5g二硫苏糖醇(DTT)、0.25ml三异丙基硅烷(TIPS)、10ml三氟乙酸(TFA))反应从树脂上切割肽。该步骤还从K(Boc)和Q(trt)中移去Boc和Trt保护基团。通过在乙醚中析出回收肽。
作为先前描述的操作的替代方案,本领域已知的许多硫醇化试剂可用于将选择性脱保护的氨基转化为非半胱氨酸硫醇,例如可商购的N-琥珀酰亚胺基-S-乙酰基硫基丙酸酯(SATP)或N-乙酰基高半胱氨酸硫代内酯。
实施例3:将非半胱氨酸硫醇基团掺入胶原中。
在+4℃,将以约3mg/mL浓度溶于20mM乙酸(Corning)中的大鼠尾胶原针对6M尿素于pH 8.0的磷酸盐缓冲液中的溶液进行透析。透析后的变性胶原随后在环境温度用1:100(体积:体积)的55mM N-琥珀酰亚胺基-S-乙酰基硫基丙酸酯(SATP)在二甲基亚砜中的溶液处理2小时。通过在+4℃针对6M尿素于pH 7.4的磷酸盐缓冲液中的溶液进行过夜透析,移去未反应的SATP和二甲基亚砜。通过在pH 7.4的磷酸盐缓冲液中用1:10(体积:体积)的0.5M羟胺、25mM EDTA在环境温度处理蛋白质溶液2小时,并通过在+4℃针对20mM乙酸进行广泛透析,除去尿素、缓冲液和脱酰基化步骤的低分子量产物。
实施例4:使用二半胱氨酸交联剂和PEG-二硫醇交联剂的硫醇-烯水凝胶的光聚合的动力学。
制备含有6%(wt/vol)的4臂20kDa PEG四降冰片烯(Fairbanks)、0.01%(wt/vol)的苯基-2,4,6-三甲基苯甲酰基亚膦酸钠(或NAP)(Fairbanks 2)、50mM乙酸钠缓冲液pH5.0和6mM二硫醇交联剂(降冰片烯与硫醇的化学计量比)的100微升样品。二硫醇交联剂包括直链PEG-二硫醇、3.5kDa(JenKem USA)或含合成性二半胱氨酸的寡肽肽“MMPA”(氨基酸序列KCGPQGIAGQCK)。一式两份制备和分析所有样品。
在水凝胶光聚合的实时动力学之后为在Discovery HR-3流变仪(TAInstruments)上的平行板几何学的原位动态流变学。在19mW/cm2的385nm光通过平板石英板引导通过样品,同时在0.250mm间隙、1%应变和10rad/s的环境温度进行动态应力测量。在聚合后进行应变扫描(strain sweep)以验证线性响应方案。进行聚合,直到剪切储能模量(G')达到平台值(图5),这表明光聚合反应完成。
数据的检查表明,如果使用PEG二硫醇作为交联剂,则G'在小于10s的照射范围内达到平台值,而如果使用二半胱氨酸肽MMPA,则需要较长的时间(超过80s)。
实施例5:在光诱导的硫醇-烯反应的过程中,针对多种含有硫醇的化合物的游离硫醇基团的消耗速率。
为了比较在光引发的硫醇-烯反应中各种携带硫醇的化合物的相对反应性,制备200μl溶液,其含有6mM直链PEG二降冰片烯(MW 3.8kDa)、0.01%(wt/vol)NAP、50mM乙酸钠pH 5.0和具有12mM浓度硫醇的携带硫醇的化合物(具有降冰片烯浓度的化学计量),并在平底96孔组织培养板中以19mW/cm2的385nm光照射。测试的携带硫醇的化合物包括β-巯基乙醇、甲氧基PEG硫醇(MW 5kDa,"MME-PEG5K-SH")、半胱氨酸盐酸盐和含合成的二半胱氨酸的寡肽"C2xPC"(氨基酸序列CALKVLKGC)。
在规定的时间点,从反应混合物中取出10微升等分试样,用去离子水稀释12倍,如下通过Ellman测定法测量剩余游离硫醇的浓度。在透明的平底96孔板中,将20微升稀释的样品与200微升的5,5'-二硫代二(2-硝基苯甲酸)的200微摩尔浓度溶液在50mM磷酸钠(pH7.4)中混合并在环境温度孵育15分钟。用BioTek ELx800平板读数器确定样品中由游离硫醇释放的2-硝基-5-硫代苯甲酸盐所产生在405nm处的光密度。新鲜制备的0.063mM至1.46mM半胱氨酸盐酸盐的连续稀释液以相同的方式进行处理,并且经过由MicrosoftExcel中的线性回归拟合,提供了与样品中游离硫醇的浓度和405nm处光密度相关的一阶方程,其用于计算辐射样品中游离硫醇的浓度。
针对所有四种测试的化合物,图6显示了在光诱导的硫醇-烯反应过程中游离硫醇消耗的动力学。应该指出,动力学曲线被清楚地分成两个不同的类别,其中β-巯基乙醇和MME-PEG5K-SH在照射10秒内反应完成,且两种含半胱氨酸的化合物(半胱氨酸和C2xPC寡肽)则反应慢得多并通过90秒的照射达到接近完成。
还应指出的是,本实验中所用的硫醇-烯反应条件基本上与上述实施例4中的相同,只是此处的反应产物是直链水溶性分子,而不是如实施例4中所形成的共价交联的网状物。图5和图6中的动力学曲线的直接比较显示,含半胱氨酸的交联剂和携带巯基的PEG之间的网状物形成速率的差异主要是由于这些类化合物所提供的硫醇官能团的反应性的差异,其中基于半胱氨酸的硫醇在光诱导的硫醇-烯反应中展现出异常缓慢的反应性。
实施例6:通过半胱氨酸介导的硫醇-烯反应破坏鸡蛋溶菌酶。
制备含有1.4mg/mL鸡蛋溶菌酶、6mM直链PEG二降冰片烯(MW 3.8kDa)、0.01%(wt/vol)NAP、50mM乙酸钠(pH 5.0)和具有12mM浓度硫醇的携带硫醇化合物(具有降冰片烯浓度的化学计量)的50微升溶液,并在打开的1.5mL Eppendorf管中用385nm光以19mW/cm2从上面照射。携带硫醇的化合物包括半胱氨酸(缓慢反应)或甲氧基PEG硫醇(快速反应)。辐射时间为慢反应90秒而快速反应10秒。在选择的条件下,这些照射时间在慢速和快速反应中导致硫醇的完全消耗(图6;实施例5),并且足以促使共价交联网状物的形成完成,如果如实施例4中使用相应的多臂降冰片烯和携带硫醇的单体的话。
将照射的样品和未照射的对照以约800倍稀释至加载LDS凝胶的缓冲液(Invitrogen),并通过SDS-PAGE在12%Novex NuPage凝胶(Invitrogen)上分析反应产物,随后进行银染色(SilverQuest染色试剂盒,Invitrogen)。
结果如图7所示。与未处理的对照(泳道"PEG-SH,无UV"对"PEG-SH,10"UV")相比,使溶菌酶暴露于快速硫醇-烯过程持续完全使PEG-硫醇交联的水凝胶光聚合所需的时间,从而导致蛋白质迁移率没有可检测的变化,这表明运输蛋白(溶菌酶)保持完整。反过来,如果硫醇-烯过程缓慢,则运输蛋白暴露于反应持续达到完全网状物形成所需的时间,从而导致大量迁移较慢的蛋白质形式(泳道"Cys,无UV"对"Cys,90"UV")的出现,这与运输蛋白在一些次级过程中的参与相一致,可能导致3.8kDa PEG二降冰片烯的加入,即使在其自然状态的鸡蛋溶菌酶中没有游离硫醇的情况下。
该实施例说明快速和慢速硫醇-烯反应之间的生物正交性的重要差异,其中由更具反应性的硫醇部分(例如甲氧基-PEG-硫醇)介导的硫醇-烯过程是真正的生物正交(对缺少游离硫醇的生物大分子无反应性),并且至少对于一些选定的生物大分子(溶菌酶)而言,该过程由缺乏生物正交性的较慢的基于半胱氨酸的硫醇介导。
实施例7:在光诱导的硫醇-烯反应过程中含半胱氨酸和高半胱氨酸的化合物的游离硫醇基团的消耗速率。
为了比较在光引发的硫醇-烯反应中基于半胱氨酸和高半胱氨酸的硫醇的相对反应性,制备含有6mM直链PEG二降冰片烯(MW 3.8kDa)、0.01%(wt/vol)NAP、50mM乙酸钠(pH5.0)和具有12mM浓度硫醇的携带硫醇化合物(具有降冰片烯浓度的化学计量)的200微升溶液,并在平底96孔组织培养板中以385nm的光照在19mW/cm2照射。测试的携带硫醇的化合物包括游离氨基酸半胱氨酸和高半胱氨酸以及合成的含二半胱氨酸的肽"MMPA"和"C2xPC"(氨基酸序列KCGPQGIAGQCK和CALKVLKGC)及其类似物"hC MMPA"和"hC2xPhC"(含有高半胱氨酸,而不是半胱氨酸)。在规定的时间点,从反应混合物中取出10微升等分试样,用去离子水稀释12倍,剩余游离硫醇的浓度通过Ellman测定法测量,如上述实施例5所述。
在图8A中,比较了半胱氨酸和高半胱氨酸的游离硫醇的消耗动力学,并在图8B中比较了含有二半胱氨酸和二高半胱氨酸的寡肽。含有游离半胱氨酸和二半胱氨酸的肽MMPA和C2xPC的硫醇消耗速率基本上与上述实施例5相同,其在约90秒的照射实现了接近完全的硫醇消耗。游离高半胱氨酸反应明显更快,且在照射20秒内完全消耗(图8A)。含二高半胱氨酸的肽hC MMPA和hC2xPhC反应更快,其在仅照射15秒内即可实现完全硫醇消耗。
实施例8:使用二半胱氨酸交联剂和二高半胱氨酸交联剂的硫醇-烯水凝胶的光聚合动力学。
制备含有6%(wt/vol)的4臂20kDa PEG四降冰片烯(Fairbanks)、0.01%(wt/vol)的苯基-2,4,6-三甲基苯甲酰基亚膦酸钠(或NAP)(Fairbanks 2)、50mM乙酸钠缓冲液(pH5.0)和6mM二硫醇交联(降冰片烯与硫醇的化学计量比)的100微升样品。二硫醇交联剂包括具有相同序列的合成的含二半胱氨酸的寡肽“MMPA”(氨基酸序列KCGPQGIAGQCK)或其二高半胱氨酸类似物"hC MMPA",但用高半胱氨酸替代每个半胱氨酸残基。所有样品一式两份制备和分析。
在水凝胶光聚合的实时动力学之后为在Discovery HR-3流变仪(TAInstruments)上具有平行板几何学的原位动态流变学。在19mW/cm2的385nm光通过平板石英板引导通过样品,同时在0.250mm间隙、1%应变和10rad/s在环境温度进行动态应力测量。在聚合后进行应变扫描以验证线性响应方案。之后进行聚合直到剪切储能模量(G')达到平台值(图9),这表明光聚合反应完成。
数据的检查表明,如果使用二高半胱氨酸肽hC MMPA作为交联剂,则G’在20秒照射内达到平台值,而如果使用二半胱氨酸肽MMPA,则需要显著更长的时间(历经80s)。此外,MMPA交联网状物的G'的平台值显著低于hC MMPA交联网状物的平台值,考虑到所采用的单体几乎相同的化学组成,这是预料不到的。这种差异表明,在含二半胱氨酸的交联剂的情况下,反应如此缓慢以致于在光聚合过程中,所有引发剂在水凝胶网状物完全形成之前即被消耗,而当使用更具反应性的二高半胱氨酸交联剂时,水凝胶完全显影。为了测试这个假设,用10倍更高浓度的引发剂(0.1%NAP)重复用MMPA交联剂的光聚合实验。如图9所示,在这种高浓度的引发剂下,MMPA介导的光聚合的总体速率接近于在0.01%NAP的hC MMPA介导的过程的总体速率,并且所得网状物的弹性性质几乎相同。然而,这种速率的增加是以单体溶液和任何生物活性物质(例如包囊的蛋白质)暴露于十倍更高浓度的引发剂为代价而发生的,且因此,较高浓度的自由基可能对物质的稳定性具有不利影响。
实施例9:暴露于高半胱氨酸介导的硫醇-烯反应的溶菌酶的SDS-PAGE分析。
制备含有1.4mg/mL鸡蛋溶菌酶、6mM直链PEG二降冰片烯(MW 3.8kDa)、0.01%(wt/vol)NAP、50mM乙酸钠(pH 5.0)和具有12mM浓度硫醇的携带硫醇化合物(具有降冰片烯浓度的化学计量)的50微升溶液,并在打开的1.5mL Eppendorf管中用385nm光以19mW/cm2从上面照射。携带硫醇的化合物包括半胱氨酸(缓慢反应)或高半胱氨酸(快速反应)。辐射时间为半胱氨酸90秒而高半胱氨酸20秒。在反应选择的条件下,这些照射时间在慢速和快速反应中导致硫醇的完全消耗(图8;实施例7),并且足以促使光聚合完成,如果如实施例8中使用多臂降冰片烯和携带硫醇的单体的话。此外,以10倍较高浓度的引发剂(0.1%NAP)重复半胱氨酸介导的反应,照射10秒钟,以评估由于暴露于导致半胱氨酸介导的光聚合过程中完成网状物形成的条件而引起的运输蛋白损伤的可能性,如上述实施例8中所讨论。
将照射的样品和未照射的对照以约800倍稀释至加载LDS凝胶的缓冲液(Invitrogen),并通过SDS-PAGE在12%Novex NuPage凝胶(Invitrogen)上进行分析,随后进行银染色(SilverQuest染色试剂盒,Invitrogen)。
结果示于图10。溶菌酶暴露于促使完成的高半胱氨酸介导的反应导致完全挽救由暴露于半胱氨酸介导的反应而引起的破坏作用(图10,比较泳道"Cys,90"UV"和"hCys,20"UV")。同时,在基于高半胱氨酸的交联剂(实施例8)的情况下,预期完成网状物形成,但不是在基于半胱氨酸的交联剂的情况下。在后一种情况下,为了促使网状物形成完成,需要引发剂浓度增加十倍(图9,实施例8),尽管反应时间非常短,但是导致在次级过程中几乎完全消耗了运输蛋白(泳道"Cys,10"UV")。
实施例10:光诱导的硫醇-烯反应过程中氧气对游离硫醇基团的消耗速率的影响。
为了评估溶解氧对硫醇在光引发的硫醇-烯反应中反应性的影响,制备含有浓度为6mM的直链PEG-二降冰片烯(MW 3.5kDa)、0.01%(wt/vol)NAP和浓度为6mM的PEG-二硫醇(MW 3.5kDa)(即硫醇基团和降冰片烯基团以化学计量比存在)的4mL溶液。然后将溶液分成两个2mL等分试样,并通过将低压氩气流鼓泡通过溶液20分钟(脱气)对等分试样中的一个进行除氧;使用第二个2mL等分试样而不脱气。然后在锥形底96孔聚丙烯板中用385nm光以19mW/cm2照射每种溶液的40μL等分试样。随后,从照射的样品中取出10μL等分试样,用去离子水稀释11倍,并通过Ellman测定法测量剩余游离硫醇的浓度,如上述实施例5所述。一式两份收集所有数据点,并根据标准统计技术计算平均值和标准偏差。
在图11中比较了未经处理(“原样”)和经脱气的反应混合物的游离硫醇的消耗动力学。未经处理的(“原样”)反应混合物展现出约3-4秒的显著活化延迟期,此后在另外的4s内快速进行至完成。使反应物溶液脱气完全消除了活化延迟期,并且反应进行得显著更快,在照射的前4秒内接近完成。
实施例11:骨架修饰的影响。
在先前的实施例中,证明了增加侧链长度(例如将碳添加到半胱氨酸中以形成高半胱氨酸)增加硫醇基团对于自由基硫醇-烯化学的活性(参见图8A和8B)。为了评估半胱氨酸骨架(即α-氨基酸部分而不是侧链)的修饰对光引发的硫醇-烯反应中硫醇的反应性的影响,制备含有浓度为6mM的直链PEG-二降冰片烯(MW 3.5kDa)、0.01%(wt/vol)NAP和浓度为12mM的4种不同硫醇中的一种(即硫醇基团和降冰片烯基团以化学计量比存在)的4mL溶液。这些硫醇包括半胱氨酸、高半胱氨酸、3-巯基丙酸和半胱胺(参见图12A)。然后在锥形底96孔聚丙烯板中用385nm光以19mW/cm2照射每种溶液的40μL等分试样。随后,从照射的样品中取出10μL等分试样,用去离子水稀释11倍,并通过Ellman测定法测量剩余游离硫醇的浓度,如上述实施例5所述。一式两份收集所有数据点,并根据标准统计技术计算平均值和标准偏差。
在图12B中比较了各个化合物的游离硫醇的消耗动力学。从该比较可以明确的是,骨架修饰(在这种情况下移去羧基或胺)可导致与使用高半胱氨酸所观察到的相似的速率增强。
参考文献
(1)Chan W.C.and White P.D.(Eds.)2000.Fmoc Solid Phase PeptideSynthesis.APractical Approach.New York,NY:Oxford University Press.
(2)Yan J-J,Sun J-T,You Y-Z,Wu D-C、Hong C-Y.Growing HyperbranchedPolymers Using Natural Sunlight.Scientific Reports 2013;3:2841.
(3)Espeel P.、Goethals F.&Du Prez F.E.One-pot multistep reactionsbased on thiolactones:extending the realm of硫醇-烯chemistry in polymersynthesis.J.Am.Chem.Soc.133,1678–1681(2011).
(4)McCall JD、Anseth KS.Thiol–Ene Photopolymerizations Provide aFacile Method To Encapsulate Proteins and Maintain TheirBioactivity.Biomacromolecules 2012;13(8):2410-2417.
(5)Mariner PD,Wudel JM,Miller DE、Genova EE,Streubel S-O、AnsethKS.Synthetic hydrogel scaffold is an effective vehicle for delivery of INFUSE(rhBMP2)to critical-sized calvaria bone defects in rats.Journal oforthopaedic research:official publication of the Orthopaedic ResearchSociety2013;31(3):401-406.
(6)Anderson S,Lin C、Kuntzler D、Anseth K.“The performance of humanmesenchymal stem cells encapsulated in cell-degradable polymer-peptidehydrogels.:Biomaterials 2011;32(14):3564-3574.
(7)Hoyle,C.E.,Lee,T.Y.和Roper,T.(2004),Thiol–enes:Chemistry of thepast with promise for the future.J.Polym.Sci.A Polym.Chem.,42:5301–5338.
所有参考文献,诸如出版物、专利、专利申请和公开的专利申请,均通过引用整体并入本文。
虽然为了清楚理解的目的已经通过说明和实施例的方式对前述发明进行了详细描述,但是对于本领域技术人员显而易见的是,将会进行某些微小的改变和修改。因此,描述和实施例不应被解释为限制本发明的范围。
Claims (72)
1.用于连接多肽的方法,其中所述多肽包含肽骨架和一个或多个反应性硫醇基团,所述方法包括使多肽的反应性硫醇基团与包含一个或多个反应性烯基团的烯化合物在促进自由基介导的硫醇-烯反应的条件下反应,其中所述多肽的反应性硫醇基团所具有的自由基介导的硫醇-烯反应的反应性为半胱氨酸硫醇基团的反应性的至少2倍。
2.权利要求1的方法,其中所述方法包括使所述多肽的反应性硫醇基团与自由基引发剂和烯化合物反应。
3.权利要求1或2的方法,其中所述多肽的反应性硫醇基团通过两个或更多个碳原子与所述多肽的肽骨架隔开。
4.权利要求3的方法,其中所述多肽的反应性硫醇基团是多肽的高半胱氨酸残基的硫醇基团或多肽的2-氨基-5-巯基戊酸残基的硫醇基团。
5.权利要求3的方法,其中所述多肽的反应性硫醇基团为经由接头附接至赖氨酸残基的侧链氨基的硫醇基团。
6.权利要求2至5中任一项的方法,其中所述自由基引发剂为选自以下的光引发剂:苯基-2,4,6-三甲基苯甲酰基亚膦酸锂(LAP)、苯基-2,4,6-三甲基苯甲酰基亚膦酸钠(NAP)、2-羟基-1-[4-(2-羟基乙氧基)苯基]-2-甲基-1-丙酮、1-羟基-环己基-苯基-酮和2,2-二甲氧基-1,2-二苯基乙-1-酮。
7.权利要求的方法6,其中通过使光引发剂暴露于具有与光引发剂的激发波长相匹配的波长的光来引发硫醇-烯反应。
8.权利要求6或7的方法,其中所述方法进一步包括控制光引发剂的量、光的强度和/或光引发剂暴露于光的时间。
9.权利要求的方法8,其中所述硫醇-烯反应达到约70%完成至约95%完成。
10.权利要求1至9中任一项的方法,其中所述多肽包含两个或更多个反应性硫醇基团,其各自通过两个或更多个碳原子与多肽的肽骨架隔开。
11.权利要求10的方法,其中所述烯化合物包含两个或更多个反应性烯基团。
12.权利要求11的方法,其中所述多肽包含n个反应性硫醇基团,所述烯化合物包含m个反应性烯基团,其中n和m独立地为≥2的整数且n+m≥5。
13.权利要求12的方法,其中所述烯化合物为烯改性的生物相容性单体。
14.权利要求13的方法,其中所述烯化合物为降冰片烯改性的聚乙二醇(PEG)。
15.权利要求13或14的方法,其中所述多肽进一步包含已知对蛋白酶敏感的肽序列。
16.权利要求15的方法,其中所述硫醇-烯反应提供生物相容性交联的可降解水凝胶聚合物。
17.权利要求1至9中任一项的方法,其中所述烯化合物包含一个反应性烯基团。
18.权利要求17的方法,其中所述烯化合物包含聚合物、捕获部分、标记物、碳水化合物、核酸或第二多肽。
19.权利要求17的方法,其中所述烯化合物包含生物活性组分。
20.权利要求17至19中任一项的方法,其中所述多肽包含通过两个或更多个碳原子与多肽的肽骨架隔开的一个反应性硫醇基团。
21.权利要求17至20中任一项的方法,其中所述多肽选自肽或蛋白质激素、生长因子、细胞因子、白细胞介素、受体、可溶性受体、治疗性蛋白、酶和结构蛋白。
22.权利要求1至9中任一项的方法,其中所述多肽包含通过两个或更多个碳原子与多肽的肽骨架隔开的一个反应性硫醇基团,并且所述烯化合物包含两个或更多个反应性烯基团。
23.权利要求22的方法,其中所述烯化合物包含两个或更多个反应性烯基团。
24.权利要求22的方法,其中所述方法进一步包括使第二硫醇化合物与包含两个或更多个反应性烯基团的烯化合物反应,其中所述第二硫醇化合物包含两个或更多个反应性硫醇基团。
25.权利要求24的方法,其中所述第二硫醇化合物包含j个反应性硫醇基团,所述烯化合物包含k个反应性烯基团,其中j和k独立地为≥2的整数且j+k≥5。
26.权利要求24或25的方法,其中所述第二硫醇化合物包含选自以下的聚合物部分:聚(乳酸)(PLA);聚乙交酯(PGA);PLA和PGA的共聚物(PLGA);聚(乙烯醇)(PVA);聚(乙二醇)(PEG);聚(环氧乙烷);聚(环氧乙烷)-共-聚(环氧丙烷)嵌段共聚物;泊洛沙胺;聚酐;聚原酸酯;聚(羟基酸);聚二噁烷酮;聚碳酸酯;聚氨基碳酸酯;聚(乙烯吡咯烷酮);聚(乙基噁唑啉);聚氨酯;羧甲基纤维素;羟基烷基化纤维素;多肽;核酸;修饰的核酸;锁核酸;多糖;碳水化合物;硫酸乙酰肝素;硫酸软骨素;肝素;藻酸盐;及其组合。
27.权利要求24或25的方法,其中所述第二硫醇化合物包含肽骨架、可降解的肽和两个或更多个反应性硫醇基团,所述硫醇基团各自通过两个或更多个碳原子与肽骨架隔开。
28.权利要求27的方法,其中所述第二硫醇化合物包含已知对蛋白酶敏感的肽序列和位于肽序列侧翼的两个高半胱氨酸残基。
29.权利要求24或25的方法,其中所述第二硫醇化合物包含聚乙二醇和附接至聚乙二醇的两个末端硫醇基团。
30.权利要求22至29中任一项的方法,其中所述烯化合物包含选自以下的聚合物部分:聚(乳酸)(PLA);聚乙交酯(PGA);PLA和PGA的共聚物(PLGA);聚(乙烯醇)(PVA);聚(乙二醇)(PEG);聚(环氧乙烷);聚(环氧乙烷)-共-聚(环氧丙烷)嵌段共聚物;泊洛沙胺;聚酐;聚原酸酯;聚(羟基酸);聚二噁烷酮;聚碳酸酯;聚氨基碳酸酯;聚(乙烯吡咯烷酮);聚(乙基噁唑啉);聚氨酯;羧甲基纤维素;羟基烷基化纤维素;多肽;核酸;修饰的核酸;锁核酸;多糖;碳水化合物;硫酸乙酰肝素;硫酸软骨素;肝素;藻酸盐;及其组合。
31.权利要求1至30中任一项的方法,进一步包括产生包含一个或多个反应性硫醇基团的多肽。
32.权利要求31的方法,其中产生包含一个或多个反应性硫醇基团的多肽包括使用经保护的含硫醇的氨基酸或氨基酸类似物的多肽合成,在所述经保护的含硫醇的氨基酸或氨基酸类似物中硫醇基团通过两个或更多个碳原子与同羧基相邻的碳原子隔开,所述经保护的含硫醇的氨基酸或氨基酸类似物诸如经保护的高半胱氨酸或2-氨基-5-巯基戊酸。
33.权利要求31的方法,其中产生包含一个或多个反应性硫醇基团的多肽包括使用硫醇化剂修饰多肽。
34.权利要求31的方法,其中产生包含一个或多个反应性硫醇基团的多肽包括将多肽中的甲硫氨酸残基进行化学或酶促转化为高半胱氨酸残基。
35.通过权利要求1至34中任一项的方法产生的连接多肽。
36.用于产生生物相容性交联的可降解水凝胶聚合物的方法,包括使反应性硫醇化合物与自由基引发剂和反应性烯化合物反应,其中所述反应性硫醇化合物包含肽骨架、可降解的肽和两个或更多个反应性硫醇基团,所述硫醇基团各自通过两个或更多个碳原子与肽骨架隔开;且所述反应性烯化合物是包含两个或更多个反应性烯基团的烯改性的生物相容性单体。
37.权利要求36的方法,其中所述多肽包含n个反应性硫醇基团,所述烯化合物包含m个反应性烯基团,其中n和m独立地为≥2的整数且n+m≥5。
38.权利要求36的方法,进一步包括向反应混合物中添加生物活性组分,其中所述生物活性组分与生物相容性交联的可降解水凝胶聚合物的聚合物基质相关联。
39.权利要求36或38的方法,其中反应性硫醇化合物的反应性硫醇基团独立选自多肽的高半胱氨酸残基的硫醇基团、多肽的2-氨基-5-巯基戊酸残基的硫醇基团和经由接头附接至赖氨酸残基的侧链氨基的硫醇基团。
40.权利要求36至39中任一项的方法,其中所述自由基引发剂为选自以下的光引发剂:苯基-2,4,6-三甲基苯甲酰基亚膦酸锂(LAP)、苯基-2,4,6-三甲基苯甲酰基亚膦酸钠(NAP)、2-羟基-1-[4-(2-羟基乙氧基)苯基]-2-甲基-1-丙酮、1-羟基-环己基-苯基-酮和2,2-二甲氧基-1,2-二苯基乙-1-酮。
41.权利要求36至40中任一项的方法,其中所述反应性烯化合物包含选自以下的聚合物部分:聚(乳酸)(PLA);聚乙交酯(PGA);PLA和PGA的共聚物(PLGA);聚(乙烯醇)(PVA);聚(乙二醇)(PEG);聚(环氧乙烷);聚(环氧乙烷)-共-聚(环氧丙烷)嵌段共聚物;泊洛沙胺;聚酐;聚原酸酯;聚(羟基酸);聚二噁烷酮;聚碳酸酯;聚氨基碳酸酯;聚(乙烯吡咯烷酮);聚(乙基噁唑啉);聚氨酯;羧甲基纤维素;羟基烷基化纤维素;多肽;核酸;修饰的核酸;锁核酸;多糖;碳水化合物;硫酸乙酰肝素;硫酸软骨素;肝素;藻酸盐;及其组合。
42.权利要求38至41中任一项的方法,其中所述生物活性组分为组织、细胞、蛋白质、肽、小分子药物、核酸、包囊的核酸(例如包囊于脂质纳米颗粒中)、脂质、碳水化合物或农业化合物。
43.权利要求42的方法,其中所述生物活性组分包囊于生物相容性交联的可降解水凝胶聚合物的聚合物基质中。
44.权利要求42的方法,其中所述生物活性组分共价键合至生物相容性交联的可降解水凝胶聚合物的聚合物基质。
45.权利要求44的方法,其中所述生物活性组分为经由通过使生物活性多肽的反应性硫醇基团与烯基团反应形成的硫醚连接键而共价键合至聚合物基质的生物活性多肽,其中所述硫醚连接键的硫基通过两个或更多个碳原子与生物活性多肽的骨架隔开。
46.通过权利要求35至45中任一项的方法产生的生物相容性交联的可降解水凝胶聚合物。
47.权利要求46的生物相容性交联的可降解水凝胶聚合物,进一步包含与生物相容性交联的可降解水凝胶聚合物的聚合物基质相关联的生物活性组分。
48.式(A)化合物:
P-[Ct-S-C-C-Q]x
其中P为多肽,t≥2,Ct是包含至少两个碳原子的接头,x为1或大于1的整数且Q为生物活性组分、聚合物、捕获部分、标记物、碳水化合物、核酸或第二多肽。
49.权利要求48的化合物,其中所述化合物通过以下方式产生:使式P-[Ct-SH]x化合物与式CH2=CH-Q化合物和自由基引发剂反应。
50.式(B)化合物:
[P-Ct-S-C-C]y-Q
其中P为多肽,t≥2,Ct是包含至少两个碳原子的接头,y为1或大于1的整数且Q选自聚(乳酸)(PLA);聚乙交酯(PGA);PLA和PGA的共聚物(PLGA);聚(乙烯醇)(PVA);聚(乙二醇)(PEG);聚(环氧乙烷);聚(环氧乙烷)-共-聚(环氧丙烷)嵌段共聚物;泊洛沙胺;聚酐;聚原酸酯;聚(羟基酸);聚二噁烷酮;聚碳酸酯;聚氨基碳酸酯;聚(乙烯吡咯烷酮);聚(乙基噁唑啉);聚氨酯;羧甲基纤维素;羟基烷基化纤维素;多肽;核酸;修饰的核酸;锁核酸;多糖;碳水化合物;硫酸乙酰肝素;硫酸软骨素;肝素;藻酸盐;及其组合。
51.权利要求50的化合物,其中所述化合物通过以下方式产生:使式P-Ct-SH化合物与式[CH2=CH]yQ化合物和自由基引发剂反应。
52.权利要求50的化合物,其中Q为式(Qa)的聚合物部分:
其中,R1和R2独立选自聚(乳酸)(PLA);聚乙交酯(PGA);PLA和PGA的共聚物(PLGA);聚(乙烯醇)(PVA);聚(乙二醇)(PEG);聚(环氧乙烷);聚(环氧乙烷)-共-聚(环氧丙烷)嵌段共聚物;泊洛沙胺;聚酐;聚原酸酯;聚(羟基酸);聚二噁烷酮;聚碳酸酯;聚氨基碳酸酯;聚(乙烯吡咯烷酮);聚(乙基噁唑啉);聚氨酯;羧甲基纤维素;羟基烷基化纤维素;多肽;核酸;修饰的核酸;锁核酸;多糖;碳水化合物;硫酸乙酰肝素;硫酸软骨素;肝素;藻酸盐;及其组合;且其中表示与式(B)的P-Ct-S-部分之一的硫原子或式(Qa)的聚合物部分的另一亚基的硫醚部分中任一者的附接点。
53.权利要求50的化合物,其中Q为式(Qb)的聚合物部分:
其中,R1和R2独立选自聚(乳酸)(PLA);聚乙交酯(PGA);PLA和PGA的共聚物(PLGA);聚(乙烯醇)(PVA);聚(乙二醇)(PEG);聚(环氧乙烷);聚(环氧乙烷)-共-聚(环氧丙烷)嵌段共聚物;泊洛沙胺;聚酐;聚原酸酯;聚(羟基酸);聚二噁烷酮;聚碳酸酯;聚氨基碳酸酯;聚(乙烯吡咯烷酮);聚(乙基噁唑啉);聚氨酯;羧甲基纤维素;羟基烷基化纤维素;多肽;核酸;修饰的核酸;锁核酸;多糖;碳水化合物;硫酸乙酰肝素;硫酸软骨素;肝素;藻酸盐;及其组合;且其中表示与式(B)的P-Ct-S-部分之一的硫原子或式(Qb)的聚合物部分的另一亚基的硫醚部分中任一者的附接点。
54.聚合物材料[例如涉及硫醇-烯水凝胶],其包含重复的式(I)单元:
其中X为多肽,t≥2,Ct是包含至少两个碳原子的接头,且Y选自聚(乳酸)(PLA);聚乙交酯(PGA);PLA和PGA的共聚物(PLGA);聚(乙烯醇)(PVA);聚(乙二醇)(PEG);聚(环氧乙烷);聚(环氧乙烷)-共-聚(环氧丙烷)嵌段共聚物;泊洛沙胺;聚酐;聚原酸酯;聚(羟基酸);聚二噁烷酮;聚碳酸酯;聚氨基碳酸酯;聚(乙烯吡咯烷酮);聚(乙基噁唑啉);聚氨酯;羧甲基纤维素;羟基烷基化纤维素;多肽;核酸;修饰的核酸;锁核酸;多糖;碳水化合物;硫酸乙酰肝素;硫酸软骨素;肝素;藻酸盐;及其组合。
55.权利要求54的聚合物材料,其进一步包含与聚合物材料的聚合物基质相关联的生物活性组分。
56.聚合物材料[例如涉及硫醇-烯水凝胶],其包含重复的式(II)单元:
其中X为多肽,t≥2,Ct为包含至少两个碳原子的接头(即,X经由长度为两个碳原子或更长的接头连接至至少两个硫醚部分),且Y选自聚(乳酸)(PLA);聚乙交酯(PGA);PLA和PGA的共聚物(PLGA);聚(乙烯醇)(PVA);聚(乙二醇)(PEG);聚(环氧乙烷);聚(环氧乙烷)-共-聚(环氧丙烷)嵌段共聚物;泊洛沙胺;聚酐;聚原酸酯;聚(羟基酸);聚二噁烷酮;聚碳酸酯;聚氨基碳酸酯;聚(乙烯吡咯烷酮);聚(乙基噁唑啉);聚氨酯;羧甲基纤维素;羟基烷基化纤维素;多肽;核酸;修饰的核酸;锁核酸;多糖;碳水化合物;硫酸乙酰肝素;硫酸软骨素;肝素;藻酸盐;及其组合;其中表示与式(II)的聚合物部分的另一亚基的硫醚部分附接的点。
57.聚合物材料[例如涉及硫醇-烯水凝胶],其包含重复的式(III)单元:
其中X为多肽,t≥2,Ct为包含至少两个碳原子的接头(即,X经由长度为两个碳原子或更长的接头连接至至少两个硫醚部分),且Y选自聚(乳酸)(PLA);聚乙交酯(PGA);PLA和PGA的共聚物(PLGA);聚(乙烯醇)(PVA);聚(乙二醇)(PEG);聚(环氧乙烷);聚(环氧乙烷)-共-聚(环氧丙烷)嵌段共聚物;泊洛沙胺;聚酐;聚原酸酯;聚(羟基酸);聚二噁烷酮;聚碳酸酯;聚氨基碳酸酯;聚(乙烯吡咯烷酮);聚(乙基噁唑啉);聚氨酯;羧甲基纤维素;羟基烷基化纤维素;多肽;核酸;修饰的核酸;锁核酸;多糖;碳水化合物;硫酸乙酰肝素;硫酸软骨素;肝素;藻酸盐;及其组合;其中表示与式(III)的聚合物部分的另一亚基的硫醚部分附接的点。
58.式(C)化合物:
P-[Ct-S-C-C-Q]x
其中P为多肽,Ct为包含至少一个碳原子的接头,t≥1,x为1或大于1的整数且Q为生物活性组分(例如,药物、毒素或农药)、聚合物部分(例如,PEG)、捕获部分(例如,生物素)、标记物(例如,荧光标记、发色团或荧光团)、糖或碳水化合物、核酸或第二多肽,且其中包含Ct接头的P的每个残基可选自天然氨基酸残基、稀有氨基酸残基、非天然氨基酸残基、氨基酸类似物残基或氨基酸模拟物残基,条件是包含Ct接头的天然氨基酸残基不是半胱氨酸残基。
59.权利要求58的化合物,其中所述化合物通过以下方式产生:使式P-[Ct-SH]x化合物与式CH2=CH-Q化合物和自由基引发剂反应。
60.式(D)化合物:
[P-Ct-S-C-C]y-Q
其中P为多肽,Ct为包含至少一个碳原子的接头,t≥1,其中包含Ct接头的P的每个残基可选自天然氨基酸残基、稀有氨基酸残基、非天然氨基酸残基、氨基酸类似物残基或氨基酸模拟物残基,条件是包含Ct接头的天然氨基酸残基不是半胱氨酸残基;y为1或大于1的整数(例如,2、3、4或更大)且Q选自聚(乳酸)(PLA);聚乙交酯(PGA);PLA和PGA的共聚物(PLGA);聚(乙烯醇)(PVA);聚(乙二醇)(PEG);聚(环氧乙烷);聚(环氧乙烷)-共-聚(环氧丙烷)嵌段共聚物;泊洛沙胺;聚酐;聚原酸酯;聚(羟基酸);聚二噁烷酮;聚碳酸酯;聚氨基碳酸酯;聚(乙烯吡咯烷酮);聚(乙基噁唑啉);聚氨酯;羧甲基纤维素;羟基烷基化纤维素;多肽;核酸;修饰的核酸;锁核酸;多糖;碳水化合物;硫酸乙酰肝素;硫酸软骨素;肝素;藻酸盐;及其组合。
61.权利要求60的化合物,其中所述化合物通过以下方式产生:使式P-Ct-SH化合物与式[CH2=CH]yQ化合物和自由基引发剂反应。
62.权利要求60的化合物,其中Q为式(Qc)的聚合物部分:
其中,R1和R2独立选自聚(乳酸)(PLA);聚乙交酯(PGA);PLA和PGA的共聚物(PLGA);聚(乙烯醇)(PVA);聚(乙二醇)(PEG);聚(环氧乙烷);聚(环氧乙烷)-共-聚(环氧丙烷)嵌段共聚物;泊洛沙胺;聚酐;聚原酸酯;聚(羟基酸);聚二噁烷酮;聚碳酸酯;聚氨基碳酸酯;聚(乙烯吡咯烷酮);聚(乙基噁唑啉);聚氨酯;羧甲基纤维素;羟基烷基化纤维素;多肽;核酸;修饰的核酸;锁核酸;多糖;碳水化合物;硫酸乙酰肝素;硫酸软骨素;肝素;藻酸盐;及其组合;且其中表示与式(D)的P-Ct-S-部分之一的硫原子或式(Qc)的聚合物部分的另一亚基的硫醚部分中任一者的附接点。
63.权利要求60的化合物,其中Q为式(Qd)的聚合物部分:
其中,R1和R2独立选自聚(乳酸)(PLA);聚乙交酯(PGA);PLA和PGA的共聚物(PLGA);聚(乙烯醇)(PVA);聚(乙二醇)(PEG);聚(环氧乙烷);聚(环氧乙烷)-共-聚(环氧丙烷)嵌段共聚物;泊洛沙胺;聚酐;聚原酸酯;聚(羟基酸);聚二噁烷酮;聚碳酸酯;聚氨基碳酸酯;聚(乙烯吡咯烷酮);聚(乙基噁唑啉);聚氨酯;羧甲基纤维素;羟基烷基化纤维素;多肽;核酸;修饰的核酸;锁核酸;多糖;碳水化合物;硫酸乙酰肝素;硫酸软骨素;肝素;藻酸盐;及其组合;且其中表示与式(D)的P-Ct-S-部分之一的硫原子或式(Qd)的聚合物部分的另一亚基的硫醚部分中任一者的附接点。
64.聚合物材料(例如硫醇-烯水凝胶),其包含重复的式(IV)单元:
其中X为多肽,t≥1且Ct为包含至少一个碳原子的接头,其中包含Ct接头的X的每个残基可选自天然氨基酸残基、稀有氨基酸残基、非天然氨基酸残基、氨基酸类似物残基或氨基酸模拟物残基,条件是包含Ct接头的天然氨基酸残基不是半胱氨酸残基,且Y选自聚(乳酸)(PLA);聚乙交酯(PGA);PLA和PGA的共聚物(PLGA);聚(乙烯醇)(PVA);聚(乙二醇)(PEG);聚(环氧乙烷);聚(环氧乙烷)-共-聚(环氧丙烷)嵌段共聚物;泊洛沙胺;聚酐;聚原酸酯;聚(羟基酸);聚二噁烷酮;聚碳酸酯;聚氨基碳酸酯;聚(乙烯吡咯烷酮);聚(乙基噁唑啉);聚氨酯;羧甲基纤维素;羟基烷基化纤维素;多肽;核酸;修饰的核酸;锁核酸;多糖;碳水化合物;硫酸乙酰肝素;硫酸软骨素;肝素;藻酸盐;及其组合。
65.权利要求64的聚合物材料,其进一步包含与聚合物材料的聚合物基质相关联的生物活性组分。
66.聚合物材料[例如涉及硫醇-烯水凝胶],其包含重复的式(V)单元:
其中X为多肽,t≥1且Ct为包含至少一个碳原子的接头,其中包含Ct接头的X的每个残基可选自天然氨基酸残基、稀有氨基酸残基、非天然氨基酸残基、氨基酸类似物残基或氨基酸模拟物残基,条件是包含Ct接头的天然氨基酸残基不是半胱氨酸残基,且Y选自聚(乳酸)(PLA);聚乙交酯(PGA);PLA和PGA的共聚物(PLGA);聚(乙烯醇)(PVA);聚(乙二醇)(PEG);聚(环氧乙烷);聚(环氧乙烷)-共-聚(环氧丙烷)嵌段共聚物;泊洛沙胺;聚酐;聚原酸酯;聚(羟基酸);聚二噁烷酮;聚碳酸酯;聚氨基碳酸酯;聚(乙烯吡咯烷酮);聚(乙基噁唑啉);聚氨酯;羧甲基纤维素;羟基烷基化纤维素;多肽;核酸;修饰的核酸;锁核酸;多糖;碳水化合物;硫酸乙酰肝素;硫酸软骨素;肝素;藻酸盐;及其组合;其中表示与式(V)的聚合物部分的另一亚基的硫醚部分附接的点。
67.聚合物材料[例如涉及硫醇-烯水凝胶],其包含重复的式(VI)单元:
其中X为多肽,t≥1且Ct为包含至少一个碳原子的接头,其中包含Ct接头的X的每个残基可选自天然氨基酸残基、稀有氨基酸残基、非天然氨基酸残基、氨基酸类似物残基或氨基酸模拟物残基,条件是包含Ct接头的天然氨基酸残基不是半胱氨酸残基,且Y选自聚(乳酸)(PLA);聚乙交酯(PGA);PLA和PGA的共聚物(PLGA);聚(乙烯醇)(PVA);聚(乙二醇)(PEG);聚(环氧乙烷);聚(环氧乙烷)-共-聚(环氧丙烷)嵌段共聚物;泊洛沙胺;聚酐;聚原酸酯;聚(羟基酸);聚二噁烷酮;聚碳酸酯;聚氨基碳酸酯;聚(乙烯吡咯烷酮);聚(乙基噁唑啉);聚氨酯;羧甲基纤维素;羟基烷基化纤维素;多肽;核酸;修饰的核酸;锁核酸;多糖;碳水化合物;硫酸乙酰肝素;硫酸软骨素;肝素;藻酸盐;及其组合;其中表示与式(VI)的聚合物部分的另一亚基的硫醚部分附接的点。
68.用于治疗有此需要的受试者的疾病或病症的方法,包括给予权利要求35的经修饰的多肽;与权利要求46的生物相容性交联的可降解水凝胶聚合物相关联的生物活性组分;权利要求48的化合物;权利要求50的化合物;与权利要求54的聚合物材料相关联的生物活性组分;与权利要求56的聚合物材料相关联的生物活性组分;与权利要求57的聚合物材料相关联的生物活性组分;权利要求58的化合物;权利要求60的化合物;与权利要求64的聚合物材料相关联的生物活性组分;与权利要求66的聚合物材料相关联的生物活性组分;或与权利要求67的聚合物材料相关联的生物活性组分。
69.用于再生组织的方法,包括在损伤或缺陷组织的部位释放包囊于权利要求46的生物相容性交联的可降解水凝胶聚合物中的细胞或组织。
70.权利要求的方法69,进一步包括在损伤或缺陷组织的部位产生包含生物相容性交联的可降解水凝胶聚合物的组合物。
71.试剂盒,其包含权利要求35的经修饰多肽;与权利要求46的生物相容性交联的可降解水凝胶聚合物相关联的生物活性组分;权利要求48的化合物;权利要求50的化合物;与权利要求54的聚合物材料相关联的生物活性组分;与权利要求56的聚合物材料相关联的生物活性组分;与权利要求57的聚合物材料相关联的生物活性组分;权利要求58的化合物;权利要求60的化合物;与权利要求64的聚合物材料相关联的生物活性组分;与权利要求66的聚合物材料相关联的生物活性组分;或与权利要求67的聚合物材料相关联的生物活性组分。
72.制品,其包含权利要求35的经修饰多肽;与权利要求46的生物相容性交联的可降解水凝胶聚合物相关联的生物活性组分;权利要求48的化合物;权利要求50的化合物;与权利要求54的聚合物材料相关联的生物活性组分;与权利要求56的聚合物材料相关联的生物活性组分;与权利要求57的聚合物材料相关联的生物活性组分;权利要求58的化合物;权利要求60的化合物;与权利要求64的聚合物材料相关联的生物活性组分;与权利要求66的聚合物材料相关联的生物活性组分;或与权利要求67的聚合物材料相关联的生物活性组分。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US201562114034P | 2015-02-09 | 2015-02-09 | |
US62/114,034 | 2015-02-09 | ||
PCT/US2016/017189 WO2016130573A2 (en) | 2015-02-09 | 2016-02-09 | Degradable thiol-ene polymers and methods of making thereof |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN107530440A true CN107530440A (zh) | 2018-01-02 |
Family
ID=56615699
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201680019900.8A Pending CN107530440A (zh) | 2015-02-09 | 2016-02-09 | 可降解硫醇‑烯聚合物及其制备方法 |
Country Status (12)
Country | Link |
---|---|
US (2) | US10912837B2 (zh) |
EP (1) | EP3256167B1 (zh) |
JP (1) | JP2018507908A (zh) |
KR (1) | KR20170116109A (zh) |
CN (1) | CN107530440A (zh) |
AU (1) | AU2016219475A1 (zh) |
BR (1) | BR112017017029A2 (zh) |
CA (1) | CA2976231A1 (zh) |
HK (2) | HK1248528A1 (zh) |
MX (1) | MX2017010240A (zh) |
RU (1) | RU2017131285A (zh) |
WO (1) | WO2016130573A2 (zh) |
Cited By (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111218011A (zh) * | 2020-03-09 | 2020-06-02 | 西南交通大学 | 一种聚乙二醇基水凝胶及其制备方法和应用 |
CN112126081A (zh) * | 2019-06-24 | 2020-12-25 | 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所 | 基于逆Diels-Alder反应的可快速固化水凝胶、其制备方法及应用 |
CN112194740A (zh) * | 2020-10-23 | 2021-01-08 | 宋江 | 一种从猪小肠中提取肝素钠的方法 |
CN112321745A (zh) * | 2020-11-18 | 2021-02-05 | 华东理工大学 | 降冰片烯衍生物改性海藻酸钠 |
CN112521526A (zh) * | 2019-08-29 | 2021-03-19 | 吕诗达 | 一种改性壳聚糖及其制备方法与应用 |
CN112672873A (zh) * | 2018-07-20 | 2021-04-16 | 莱奥本矿业大学 | 适用于印刷的树脂组合物及印刷方法 |
CN113559328A (zh) * | 2021-08-10 | 2021-10-29 | 南京工业大学 | 一种生物墨水及其制备方法 |
CN113857018A (zh) * | 2021-09-30 | 2021-12-31 | 浙江嘉伟工艺品有限公司 | 一种仿真植物用可降解变色材料的制备方法 |
CN114402010A (zh) * | 2019-01-08 | 2022-04-26 | 蒙彼利埃大学 | 用光反应性基团官能化的支化嵌段共聚物光交联剂及其在使适用于医疗和组织工程应用的可降解光交联弹性体成形中的用途 |
CN114524934A (zh) * | 2020-11-23 | 2022-05-24 | 华东理工大学 | 多肽聚合物或多肽模拟物在骨修复中的应用 |
CN114787199A (zh) * | 2019-12-19 | 2022-07-22 | 克罗马药品有限责任公司 | 硫醇修饰的透明质酸和包含交联透明质酸的水凝胶 |
CN115192779A (zh) * | 2022-08-26 | 2022-10-18 | 南京工业大学 | Pluronic F127/透明质酸复合水凝胶生物墨水的制备方法 |
WO2024007714A1 (zh) * | 2022-07-04 | 2024-01-11 | 上海交通大学 | 可见光介导的基于半胱氨酸的多肽和蛋白质化学修饰方法 |
Families Citing this family (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7288608B2 (en) | 2001-10-10 | 2007-10-30 | Regents Of The University Of Colorado | Degradable thiol-ene polymers |
WO2012103445A2 (en) | 2011-01-28 | 2012-08-02 | The Regents Of The University Of Colorado, A Body Corporate | Convalently cross linked hydrogels and methods of making and using same |
US9988433B2 (en) | 2013-03-14 | 2018-06-05 | Mosaic Biosciences, Inc. | Covalent modification of biological macromolecules |
EP2822533B1 (en) | 2012-02-02 | 2021-01-20 | Mosaic Biosciences, Inc. | Biomaterials for delivery of blood extracts and methods of using same |
EP3256167B1 (en) | 2015-02-09 | 2020-11-11 | Mosaic Biosciences, Inc. | Degradable thiol-ene polymers and methods of making thereof |
WO2019183140A1 (en) * | 2018-03-19 | 2019-09-26 | The Regents Of The University Of Colorado, A Body Corporate | Tough, healable composites displaying stress relaxation at the resin-filler interface |
US20220241466A1 (en) * | 2019-05-14 | 2022-08-04 | Mosaic Biosciences, Inc. | Degradable polymeric tissue scaffold |
CN114502358A (zh) * | 2019-10-09 | 2022-05-13 | 聚合-医药有限公司 | 可固化聚合物组合物 |
WO2023049884A2 (en) * | 2021-09-27 | 2023-03-30 | The Regents Of The University Of California | Multivariate biomimetic biomaterial arrays for precision medicine and screening applications |
WO2024059954A1 (en) * | 2022-09-19 | 2024-03-28 | Allarta Life Science Inc. | Thiol-ene hydrogel |
WO2024084040A1 (en) * | 2022-10-20 | 2024-04-25 | Cellink Bioprinting Ab | An aqueous bioink solution for use in light-based bioprinting applications, and methods of using the aqueous bioink solution |
CN116712400B (zh) * | 2023-06-25 | 2024-02-09 | 广州东智盟化妆品有限公司 | 一种抗寒抗高温软胶囊囊皮及其制备方法和应用 |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20140039085A1 (en) * | 2001-10-10 | 2014-02-06 | The Regents Of The University Of Colorado, A Body Corporate | Degradable thiol-ene polymers |
US20140273153A1 (en) * | 2013-03-14 | 2014-09-18 | Mosaic Biosciences, Inc. | Covalent modification of biological macromolecules |
Family Cites Families (40)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB588018A (en) | 1944-01-25 | 1947-05-12 | Ici Ltd | Compositions comprising unsaturated polymeric materials and alkane dithiols |
US3920877A (en) | 1971-07-01 | 1975-11-18 | Grace W R & Co | Fully cured crosslinkable pressure sensitive adhesive materials and method of making same |
US4048218A (en) | 1975-02-24 | 1977-09-13 | W. R. Grace & Co. | Flame retardant mercaptocarboxylic acid esters of halogenated aromatic polyols |
US4969998A (en) | 1984-04-23 | 1990-11-13 | W. L. Gore & Associates, Inc. | Composite semipermeable membrane |
US4808638A (en) | 1986-10-14 | 1989-02-28 | Loctite Corporation | Thiolene compositions on based bicyclic 'ene compounds |
JP2557884B2 (ja) | 1987-05-13 | 1996-11-27 | 電気化学工業株式会社 | ガラス積層用接着剤組成物 |
EP0304403A3 (de) | 1987-08-21 | 1990-12-12 | Ciba-Geigy Ag | Kunststoffzusammensetzung mit Supraleitern |
US5410016A (en) | 1990-10-15 | 1995-04-25 | Board Of Regents, The University Of Texas System | Photopolymerizable biodegradable hydrogels as tissue contacting materials and controlled-release carriers |
US5837751A (en) | 1990-11-28 | 1998-11-17 | Loctite Corporation | Norbornenyl azlactones |
US5399624A (en) | 1990-12-21 | 1995-03-21 | Loctite Corporation | High purity resins for thiol-ene polymerizations and method for producing same |
BR9306038A (pt) | 1992-02-28 | 1998-01-13 | Univ Texas | Hidrogéis biodegradáveis fotopolimerizáveis como materiais de contato de tecidos e condutores de liberação controlada |
US5573934A (en) | 1992-04-20 | 1996-11-12 | Board Of Regents, The University Of Texas System | Gels for encapsulation of biological materials |
FR2707878A1 (fr) | 1993-07-21 | 1995-01-27 | Imedex | Nouvelles compositions adhésives à usage chirurgical. |
US6833408B2 (en) | 1995-12-18 | 2004-12-21 | Cohesion Technologies, Inc. | Methods for tissue repair using adhesive materials |
US5730601A (en) | 1996-03-11 | 1998-03-24 | The Regents Of The University Of Colorado | Method and material for use with dental composites for improving conversion of monomers to polymers and reducing volume shrinkage |
US6506814B2 (en) | 1997-10-30 | 2003-01-14 | Dsm N.V. | Dielectric, radiation-curable coating compositions |
US6110593A (en) | 1998-05-21 | 2000-08-29 | Dsm N.V. | Radiation-curable optical fiber primary coating system |
DK1181323T3 (da) | 1999-02-01 | 2011-10-17 | Eidgenoess Tech Hochschule | Biomaterialer dannet med nukleofil additionsreaktion med konjugerede uimættede grupper |
US20050244393A1 (en) | 1999-12-22 | 2005-11-03 | Henogen S.A. | Sealant or tissue generating product |
US20020076443A1 (en) | 2000-06-19 | 2002-06-20 | Stanley Stein | Multiple phase cross-linked compositions and uses thereof |
NZ523763A (en) | 2000-06-29 | 2005-02-25 | Biosyntech Canada Inc | Compostion and method for the repair and regeneration of cartilage and other tissues |
CA2438193A1 (en) | 2001-02-26 | 2002-09-06 | Duke University | Novel dendritic polymers and their biomedical uses |
US7018655B2 (en) | 2002-03-18 | 2006-03-28 | Labopharm, Inc. | Amphiphilic diblock, triblock and star-block copolymers and their pharmaceutical compositions |
EP1534191A4 (en) | 2002-08-20 | 2010-11-03 | Exactech Inc | COMPOSITION FOR CARRYING AND DISPOSING MATERIAL INDUCING BONE GROWTH AND METHOD FOR PRODUCING AND APPLYING THE COMPOSITION |
US7842667B2 (en) | 2003-12-22 | 2010-11-30 | Regentis Biomaterials Ltd. | Matrix composed of a naturally-occurring protein backbone cross linked by a synthetic polymer and methods of generating and using same |
EP2023941B1 (en) | 2006-04-24 | 2016-12-21 | Incept, LLC | Protein crosslinkers, crosslinking methods and applications thereof |
US20100178355A1 (en) | 2006-11-30 | 2010-07-15 | Hoemann Caroline D | Method for in situ solidification of blood-polymer compositions for regenerative medicine and cartilage repair applications |
PL2150282T3 (pl) * | 2007-04-16 | 2018-10-31 | Regentis Biomaterials Ltd. | Kompozycje i sposoby tworzenia rusztowania |
US8703904B2 (en) | 2007-09-19 | 2014-04-22 | The Regents Of The University Of Colorado | Hydrogels and methods for producing and using the same |
US20100304338A1 (en) | 2007-09-19 | 2010-12-02 | The Regents Of The University Of Colorado | Polymer impression materials |
US7780879B2 (en) | 2007-12-20 | 2010-08-24 | Novartis Ag | Method for making contact lenses |
US9125814B2 (en) | 2008-04-22 | 2015-09-08 | Angiotech Pharmaceuticals, Inc. | Biocompatible crosslinked hydrogels, drug-loaded hydrogels and methods of using the same |
KR20130115086A (ko) * | 2010-05-17 | 2013-10-21 | 세빅스 인코포레이티드 | 페길화된 c-펩티드 |
WO2011156686A2 (en) | 2010-06-11 | 2011-12-15 | The Regents Of The University Of Colorado, A Body Corporate | Method for synthesizing a cyclic multivalent peptide using a thiol-mediated reaction |
WO2012103445A2 (en) | 2011-01-28 | 2012-08-02 | The Regents Of The University Of Colorado, A Body Corporate | Convalently cross linked hydrogels and methods of making and using same |
US20120202263A1 (en) | 2011-02-03 | 2012-08-09 | The Trustees Of The University Of Pennsylvania | Bioactive Macromers and Hydrogels and Methods for Producing Same |
US8980295B2 (en) * | 2011-03-02 | 2015-03-17 | Wisconsin Alumni Research Foundation | Multifunctional in situ polymerized network via thiol-ene and thiol-maleimide chemistry |
EP2822533B1 (en) * | 2012-02-02 | 2021-01-20 | Mosaic Biosciences, Inc. | Biomaterials for delivery of blood extracts and methods of using same |
US9364543B2 (en) | 2012-10-24 | 2016-06-14 | Indiana University Research And Technology Corporation | Visible light curable hydrogels and methods for using |
EP3256167B1 (en) | 2015-02-09 | 2020-11-11 | Mosaic Biosciences, Inc. | Degradable thiol-ene polymers and methods of making thereof |
-
2016
- 2016-02-09 EP EP16749732.0A patent/EP3256167B1/en active Active
- 2016-02-09 CN CN201680019900.8A patent/CN107530440A/zh active Pending
- 2016-02-09 US US15/549,787 patent/US10912837B2/en active Active
- 2016-02-09 KR KR1020177025253A patent/KR20170116109A/ko unknown
- 2016-02-09 BR BR112017017029A patent/BR112017017029A2/pt not_active Application Discontinuation
- 2016-02-09 AU AU2016219475A patent/AU2016219475A1/en not_active Abandoned
- 2016-02-09 CA CA2976231A patent/CA2976231A1/en not_active Abandoned
- 2016-02-09 MX MX2017010240A patent/MX2017010240A/es unknown
- 2016-02-09 WO PCT/US2016/017189 patent/WO2016130573A2/en active Application Filing
- 2016-02-09 JP JP2017560474A patent/JP2018507908A/ja active Pending
- 2016-02-09 RU RU2017131285A patent/RU2017131285A/ru not_active Application Discontinuation
-
2018
- 2018-06-20 HK HK18107905.9A patent/HK1248528A1/zh unknown
- 2018-06-29 HK HK18108445.4A patent/HK1248583A1/zh unknown
-
2020
- 2020-10-30 US US17/085,798 patent/US11439711B2/en active Active
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20140039085A1 (en) * | 2001-10-10 | 2014-02-06 | The Regents Of The University Of Colorado, A Body Corporate | Degradable thiol-ene polymers |
US20140273153A1 (en) * | 2013-03-14 | 2014-09-18 | Mosaic Biosciences, Inc. | Covalent modification of biological macromolecules |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
JUNJIE YAN,ET AL.: "Growing Hyperbranched Polymers", 《SCIENTIFIC REPORTS》 * |
Cited By (19)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112672873B (zh) * | 2018-07-20 | 2024-02-02 | 莱奥本矿业大学 | 适用于印刷的树脂组合物及印刷方法 |
CN112672873A (zh) * | 2018-07-20 | 2021-04-16 | 莱奥本矿业大学 | 适用于印刷的树脂组合物及印刷方法 |
CN114402010A (zh) * | 2019-01-08 | 2022-04-26 | 蒙彼利埃大学 | 用光反应性基团官能化的支化嵌段共聚物光交联剂及其在使适用于医疗和组织工程应用的可降解光交联弹性体成形中的用途 |
CN112126081A (zh) * | 2019-06-24 | 2020-12-25 | 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所 | 基于逆Diels-Alder反应的可快速固化水凝胶、其制备方法及应用 |
CN112126081B (zh) * | 2019-06-24 | 2023-01-31 | 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所 | 基于逆Diels-Alder反应的可快速固化水凝胶、其制备方法及应用 |
CN112521526A (zh) * | 2019-08-29 | 2021-03-19 | 吕诗达 | 一种改性壳聚糖及其制备方法与应用 |
CN114787199A (zh) * | 2019-12-19 | 2022-07-22 | 克罗马药品有限责任公司 | 硫醇修饰的透明质酸和包含交联透明质酸的水凝胶 |
CN111218011B (zh) * | 2020-03-09 | 2021-07-13 | 西南交通大学 | 一种聚乙二醇基水凝胶及其制备方法和应用 |
CN111218011A (zh) * | 2020-03-09 | 2020-06-02 | 西南交通大学 | 一种聚乙二醇基水凝胶及其制备方法和应用 |
CN112194740A (zh) * | 2020-10-23 | 2021-01-08 | 宋江 | 一种从猪小肠中提取肝素钠的方法 |
CN112321745A (zh) * | 2020-11-18 | 2021-02-05 | 华东理工大学 | 降冰片烯衍生物改性海藻酸钠 |
CN114524934A (zh) * | 2020-11-23 | 2022-05-24 | 华东理工大学 | 多肽聚合物或多肽模拟物在骨修复中的应用 |
CN114524934B (zh) * | 2020-11-23 | 2024-01-30 | 华东理工大学 | 多肽聚合物或多肽模拟物在骨修复中的应用 |
CN113559328A (zh) * | 2021-08-10 | 2021-10-29 | 南京工业大学 | 一种生物墨水及其制备方法 |
CN113857018A (zh) * | 2021-09-30 | 2021-12-31 | 浙江嘉伟工艺品有限公司 | 一种仿真植物用可降解变色材料的制备方法 |
CN113857018B (zh) * | 2021-09-30 | 2022-06-24 | 浙江嘉伟工艺品有限公司 | 一种仿真植物用可降解变色材料的制备方法 |
WO2024007714A1 (zh) * | 2022-07-04 | 2024-01-11 | 上海交通大学 | 可见光介导的基于半胱氨酸的多肽和蛋白质化学修饰方法 |
CN115192779A (zh) * | 2022-08-26 | 2022-10-18 | 南京工业大学 | Pluronic F127/透明质酸复合水凝胶生物墨水的制备方法 |
CN115192779B (zh) * | 2022-08-26 | 2023-09-15 | 南京工业大学 | Pluronic F127/透明质酸复合水凝胶生物墨水的制备方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP3256167A2 (en) | 2017-12-20 |
MX2017010240A (es) | 2017-12-04 |
JP2018507908A (ja) | 2018-03-22 |
US11439711B2 (en) | 2022-09-13 |
BR112017017029A2 (pt) | 2018-04-10 |
EP3256167A4 (en) | 2018-10-10 |
HK1248528A1 (zh) | 2018-10-19 |
AU2016219475A1 (en) | 2017-08-24 |
RU2017131285A3 (zh) | 2019-09-27 |
CA2976231A1 (en) | 2016-08-18 |
KR20170116109A (ko) | 2017-10-18 |
US20180043030A1 (en) | 2018-02-15 |
EP3256167B1 (en) | 2020-11-11 |
HK1248583A1 (zh) | 2018-10-19 |
RU2017131285A (ru) | 2019-03-11 |
US20210154306A1 (en) | 2021-05-27 |
WO2016130573A2 (en) | 2016-08-18 |
US10912837B2 (en) | 2021-02-09 |
WO2016130573A3 (en) | 2016-10-13 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN107530440A (zh) | 可降解硫醇‑烯聚合物及其制备方法 | |
Grim et al. | Thiol-ene and photo-cleavage chemistry for controlled presentation of biomolecules in hydrogels | |
Unal et al. | Synthetic ECM: bioactive synthetic hydrogels for 3D tissue engineering | |
Rehmann et al. | Tuning and predicting mesh size and protein release from step growth hydrogels | |
US11160866B2 (en) | Biomaterials for delivery of blood extracts and methods of using same | |
Lin et al. | Thiol–norbornene photoclick hydrogels for tissue engineering applications | |
US20220227838A1 (en) | Covalent modification of biological macromolecules | |
CA3065481A1 (en) | Additive manufacturing using recombinant collagen-containing formulation | |
Costa et al. | Directing cell migration using micropatterned and dynamically adhesive polymer brushes | |
CN104736182B (zh) | 用于生物技术应用的非共价型自组织水凝胶基质 | |
Hubbell | Matrix effects | |
Lim et al. | Biosynthetic hydrogels for cell encapsulation | |
Tibbitt et al. | Photopolymers for multiphoton lithography in biomaterials and hydrogels | |
CN113072834A (zh) | 一种用于3d打印的胶原蛋白生物墨水及3d打印方法 | |
EP3919091A1 (en) | Bioink for reversibly forming a hydrogel by light | |
Ford | Design and Application of Soft Multiscale Biomaterials for Understanding the Role of Extracellular Matrix Properties in Collagenous Tissue Repair | |
Scott | Utilising de novo-designed α-helical peptides as a modular cytoscaffold for primary neurons and sensor for small-molecules | |
EP3969055A1 (en) | Degradable polymeric tissue scaffold | |
CA3235057A1 (en) | Collagen-containing curable formulations | |
Alge et al. | Thiol‐X Reactions in Tissue Engineering | |
AU2022377410A1 (en) | Collagen-containing curable formulations | |
Guizzardi | Design and Synthesis of Nanostructured Biomaterials for regenerative medicine | |
Kharkar | Design of multimodal degradable hydrogels for controlled therapeutic delivery | |
Plenderleith | End Group Functionalised Highly Branched Poly (N-isopropylacrylamides) in Biomaterials | |
Perez | Development of collagen peptide-based biomaterials and synthesis of small molecules targeted against anthrax protective antigen |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
REG | Reference to a national code |
Ref country code: HK Ref legal event code: DE Ref document number: 1248583 Country of ref document: HK |
|
WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication | ||
WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20180102 |