本發(fā)明涉及蛋白質(zhì)靶向降解，具體涉及用于靶蛋白水解的聚合物及其制備方法和用途。

背景技術(shù)：

1、基于泛素-蛋白酶體系統(tǒng)的靶向蛋白降解嵌合體(protac)是近年來藥物研究領(lǐng)域的一個新興方向，受到廣泛關(guān)注。細(xì)胞內(nèi)的泛素-蛋白酶體系統(tǒng)是胞內(nèi)蛋白質(zhì)降解的主要途徑(被授予2004年諾貝爾化學(xué)獎)，由泛素、泛素活化酶e1、泛素結(jié)合酶e2、泛素連接酶e3、去泛素化酶和蛋白酶體構(gòu)成，能夠?qū)Π麅?nèi)的有害蛋白(“垃圾蛋白”)進(jìn)行泛素標(biāo)記，并將該蛋白引導(dǎo)進(jìn)入蛋白酶體(“垃圾清理系統(tǒng)”)中，降解成肽段或氨基酸。其中，e3泛素連接酶負(fù)責(zé)對目的蛋白選擇性地進(jìn)行泛素化，進(jìn)而使其被蛋白酶體識別和降解，是該系統(tǒng)的關(guān)鍵酶。

2、在此基礎(chǔ)上，耶魯大學(xué)的craig?crews教授開創(chuàng)性地提出靶向蛋白降解嵌合體(簡稱protac)“雙接頭”分子設(shè)計(jì)策略，利用細(xì)胞自身的蛋白質(zhì)降解機(jī)制(泛素-蛋白酶體系統(tǒng))，靶向降解胞內(nèi)特定蛋白。具體而言，protac為一種“雙接頭”分子，由一個連接臂和兩個配體(一般為小分子)組成，其中，一個配體分子可與靶蛋白相結(jié)合；而另一個配體分子可以與e3泛素連接酶相結(jié)合。protac進(jìn)入細(xì)胞后，可結(jié)合靶蛋白，并招募e3泛素連接酶，對靶蛋白進(jìn)行泛素化標(biāo)記，并將其引導(dǎo)進(jìn)入蛋白酶體系統(tǒng)中進(jìn)行降解。近年來，protac已經(jīng)成為一種全新的藥物設(shè)計(jì)策略，已有多個protac分子進(jìn)入臨床研究階段，進(jìn)展順利。正是由于良好的前景，protac被nature、science等頂級期刊以專稿形式進(jìn)行報(bào)道，并被稱為藥物治療的“下一個重磅療法”。

3、protac由于活性超高，在藥物設(shè)計(jì)開發(fā)設(shè)計(jì)方面潛力巨大。protac分子的優(yōu)勢主要表現(xiàn)在：①具有超高活性。protac分子可對靶蛋白進(jìn)行徹底降解(而非傳統(tǒng)的蛋白抑制機(jī)理)，且可循環(huán)降解多個靶蛋白分子，具有催化活性，因此，理論上只需要極低劑量即可實(shí)現(xiàn)極強(qiáng)效果。②protac策略特別適宜于針對具有多種突變體的蛋白進(jìn)行藥物設(shè)計(jì)。protac分子降解蛋白的過程是一種“event-driven(事件驅(qū)動)”的行為，即只要與靶蛋白結(jié)合即能將其有效降解，對protac分子與靶蛋白之間結(jié)合力相對要求不高，因此，protac往往對其靶蛋白的多種突變體均有效。③protac策略比傳統(tǒng)大規(guī)模篩選小分子藥物的研發(fā)模式更理性，可在現(xiàn)有活性不足的小分子抑制劑或者激動劑的基礎(chǔ)上進(jìn)行設(shè)計(jì)，改造成蛋白降解劑，發(fā)揮相應(yīng)的生物活性。④protac在細(xì)胞內(nèi)一旦與靶蛋白結(jié)合，即可催化降解，起效速度較快，通常在給藥后15分鐘到1小時(shí)即產(chǎn)生蛋白降解效應(yīng)。

4、然而，protac由于本身分子結(jié)構(gòu)的原因，仍存在藥物遞送和篩選優(yōu)化問題相關(guān)問題。這些問題具體體現(xiàn)在：①在細(xì)胞轉(zhuǎn)運(yùn)方面，存在不易入胞的問題。protac分子包含兩個配體分子和一個連接臂，相比傳統(tǒng)小分子藥物往往更難跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)入胞，制約了其藥理作用的充分發(fā)揮；②在體內(nèi)轉(zhuǎn)運(yùn)方面，亦普遍存在給藥方面的一些問題。protac分子不符合傳統(tǒng)藥物化學(xué)的成藥性規(guī)則(即類藥性五規(guī)則)，溶解度普遍較差，導(dǎo)致體內(nèi)給藥困難、藥動性質(zhì)不佳等問題。③在優(yōu)化篩選方面，存在結(jié)構(gòu)配比單一，靶蛋白與e3連接酶配體比例受限的問題。單一固定配比只能通過調(diào)整linker來進(jìn)行篩選，手段單一，限制性強(qiáng)，不利于建立組合庫進(jìn)行高通量篩選和優(yōu)化。

5、背景技術(shù)中的信息僅僅在于說明本發(fā)明的總體背景，不應(yīng)視為承認(rèn)或以任何形式暗示這些信息構(gòu)成本領(lǐng)域一般技術(shù)人員所公知的現(xiàn)有技術(shù)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為解決protac存在的藥物遞送以及優(yōu)化篩選相關(guān)問題。本發(fā)明合成了一種具有能以多價(jià)的方式結(jié)合并降解靶蛋白的聚合物，其能夠以納米粒的方式遞送入胞，解決protac的遞送問題，多接頭的設(shè)計(jì)便于高通量篩選和優(yōu)化。具體地，本發(fā)明包括以下內(nèi)容。

2、本發(fā)明的第一方面，提供一種用于靶蛋白水解的聚合物，其中，所述聚合物結(jié)合有靶蛋白配體和e3連接酶配體。

3、在某些實(shí)施方案中，根據(jù)本發(fā)明所述的用于靶蛋白水解的聚合物，其中，所述聚合物包括含有靶蛋白配體的第一結(jié)構(gòu)單元和含有e3連接酶配體的第二結(jié)構(gòu)單元。

4、在某些實(shí)施方案中，根據(jù)本發(fā)明所述的用于靶蛋白水解的聚合物，其中，所述第一結(jié)構(gòu)單元與所述第二結(jié)構(gòu)單元之間含有1-200個結(jié)構(gòu)單元。

5、在某些實(shí)施方案中，根據(jù)本發(fā)明所述的用于靶蛋白水解的聚合物，其中，所述聚合物的第一結(jié)構(gòu)單元和所述第二結(jié)構(gòu)單元各自分別選自2-(氮雜環(huán)庚烷-1-基)乙基甲基丙烯酸酯單體、小分子化合物、氨基酸、核酸分子、ciap配體、mdm2配體、von?hippel-lindau配體或cereblon配體。

6、在某些實(shí)施方案中，根據(jù)本發(fā)明所述的用于靶蛋白水解的聚合物，其中，所述靶蛋白配體為第一結(jié)構(gòu)單元的基團(tuán)，或通過活性基團(tuán)連接的配體；和所述e3連接酶配體為第二結(jié)構(gòu)單元的基團(tuán)，或通過活性基團(tuán)連接的配體，優(yōu)選地，所述活性基團(tuán)包括但不限于氨基、羧基、巰基、n-羥基琥珀酰亞胺、馬來酰亞胺、雙鍵、三鍵和疊氮中的至少一種。

7、在某些實(shí)施方案中，根據(jù)本發(fā)明所述的用于靶蛋白水解的聚合物，其中，所述第一結(jié)構(gòu)單元含有的配體包括但不限于7元環(huán)、小分子化合物、適配體、蛋白、核酸分子、細(xì)胞代謝物、藥物、激素、金屬離子、糖、肽段、抗體或其片段。

8、在某些實(shí)施方案中，根據(jù)本發(fā)明所述的用于靶蛋白水解的聚合物，其中，所述聚合物包括但不限于基于2-(氮雜環(huán)庚烷-1-基)乙基甲基丙烯酸酯的聚合物、殼聚糖、基于乳酸和/或羥基乙酸的聚合物、基于氨基酸的聚合物、聚酰胺-胺型樹枝狀高分子聚合物、多肽或其組合。

9、在某些實(shí)施方案中，根據(jù)本發(fā)明所述的用于靶蛋白水解的聚合物，其中，所述聚合物選自無規(guī)共聚物、嵌段聚合物或均聚物。

10、在某些實(shí)施方案中，根據(jù)本發(fā)明所述的用于靶蛋白水解的聚合物，其中，所述聚合物的分子量為2000-20000。在某些實(shí)施方案中，分子量是指數(shù)均分子量。在某些實(shí)施方案中，分子量是指重均分子量。

11、本發(fā)明的第二方面，提供一種用于靶蛋白水解的聚合物的制備方法，其包括：

12、(1)制備含有靶蛋白配體的第一結(jié)構(gòu)單元；

13、(2)制備結(jié)構(gòu)構(gòu)建單元；

14、(3)使所述第一結(jié)構(gòu)單元、結(jié)構(gòu)構(gòu)建單元和含活性基團(tuán)的化合物合成無規(guī)共聚物；

15、(4)使所述無規(guī)共聚物連接含有e3連接酶配體的第二結(jié)構(gòu)單元。

16、本發(fā)明的第三方面，提供本發(fā)明所述的聚合物在用于降解靶蛋白中的用途。

17、本發(fā)明的第四方面，提供一種用于降解細(xì)胞內(nèi)靶蛋白的方法，其包括使本發(fā)明所述的聚合物與細(xì)胞接觸并進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)的步驟。

18、本發(fā)明的第五方面，提供一種藥物組合物，其包含本發(fā)明所述的聚合物和藥物學(xué)可接受載體。

19、本發(fā)明解決了常規(guī)protac在遞送方面存在的一些基本問題。本發(fā)明的聚合物以遞送系統(tǒng)形式給藥，有利于解決protac分子在水溶性、藥動性質(zhì)和細(xì)胞膜滲透性等方面存在的遞送問題。

20、蛋白降解聚合物以遞送系統(tǒng)形式給藥，有利于解決protac分子在水溶性、藥動性質(zhì)和細(xì)胞膜滲透性等方面存在的遞送問題。蛋白降解聚合物多為兩親性聚合物(或以第一和第二結(jié)構(gòu)單元作為疏水性部分)，可以制成納米顆粒(小微粒懸液可供靜脈注射)的形式給藥，具有體內(nèi)長循環(huán)功能，并具有細(xì)胞膜促透性，可有效規(guī)避傳統(tǒng)protac存在的遞送問題。除此之外，蛋白降解聚合物還具有被動靶向性，蛋白降解聚合物納米載體系統(tǒng)經(jīng)體內(nèi)給藥后，極易分布至腫瘤、炎癥等高代謝的疾病部位，蛋白降解聚合物可以直接靶向靶器官，因此在治療疾病方面具有獨(dú)特優(yōu)勢。

21、本發(fā)明的聚合物在分子結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和增強(qiáng)蛋白降解效率方面具有明顯優(yōu)勢。從分子結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的角度，常規(guī)protac為“雙接頭”分子，兩個配體分子之間摩爾比通常只能為1：1，難以優(yōu)化；而本發(fā)明的聚合物為“多接頭”型分子，其結(jié)合靶蛋白的側(cè)鏈配體分子和招募e3連接酶的配體分子數(shù)量和比例均可靈活調(diào)節(jié)，有利于構(gòu)建組合庫進(jìn)行優(yōu)化，獲得最佳蛋白降解效率。