加帽聚核苷酸、加帽mRNA及组合物、药物蛋白及制备方法和应用、药物制剂与流程

本申请涉及基因工程，具体而言，涉及一种加帽聚核苷酸、加帽mrna及组合物、药物蛋白及制备方法和应用、药物制剂。

背景技术：

1、信使rna(messenger rna，mrna)是基因组中携带蛋白质编码信息的单链多核苷酸链，可作为药物、疫苗等使用；目前可以使用体外转录(in vi tro transcription，ivt)方法在体外合成mrna。在合成mrna后，需要对mrna的5'进行修饰，这种修饰结构一般被称为帽状结构。帽状结构可以防止mrna在5'端发生降解、同时也能起到帮助mrna穿过核膜的选择性孔道而进入细胞质、增强翻译、帮助完成全部剪切过程等作用。

2、现有的帽状结构一般是以n7甲基鸟苷(m7g)为基础，通过5',5'-三磷酸桥(m7gpppn)与rna相连，这种帽状结构的结构被称为cap 0，但是cap0结构的加帽率不高，而且加帽后的mrna稳定性也较差，在生物体内的降解率也较高；使用含有这种帽结构的mrna进行蛋白质的翻译时，翻译活性较低。

技术实现思路

1、本申请实施例的目的在于提供一种加帽聚核苷酸、加帽mrna及组合物、药物蛋白及制备方法和应用、药物制剂，能增强加帽mrna的稳定性和加帽率，降低加帽mrna在生物体内的降解率，提高加帽mrna的翻译活性。

2、第一方面，本申请实施例提供了一种加帽聚核苷酸，其为以下结构通式的化合物，或为以下结构通式的化合物的盐形式：

3、

4、e1至e5中的每一个均为碳，z1至z5中的每一个独立地为碳或氧，且e1和z1之间、e2和z2之间、e3和z3之间、e4和z4之间、e5和z5之间至少一处为碳碳双键；b1至b4中的每一个独立地为核苷碱基；m1、m2分别为0或1；n1为1，且n2、n3中的每一个独立地为0～20中的任一整数；g1、g2分别为氢或甲基；r1至r6中的每一个独立地为氢、羟基、烷基、烷氧基、卤素中的任一种；x1至x6中的每一个独立地为氧、硫、＝nh、＝nch3中的任一种；y1至y6中的每一个独立地为羟基、巯基、硒、芳基、烷基、烷氧基、芳氧基、-bh3、-nh2、-nhch3、-nh(c(＝o)ch3)中的任一种；q1、q2分别为氧、硫、亚甲基中的任一种。

5、在上述技术方案中，发明人发现，由于上述结构通式的加帽聚核苷酸在e1和z1之间、e2和z2之间，直至e5和z5之间至少一处存在碳碳双键，当用上述加帽聚核苷酸给mrna片段的5'加帽时，就能明显地改善mrna片段的稳定性和加帽率，降低加帽后的mrna片段在生物体中的降解率，同时后续使用含有该加帽聚核苷酸的mrna片段翻译蛋白质时，翻译活性也较高。

6、在一种可能的实现方式中，加帽聚核苷酸为以下结构通式的化合物，或为以下结构通式的化合物的盐形式：

7、

8、在此结构通式中，e1至e5中的每一个均为碳，z1至z5中的每一个独立地为碳或氧，且至少一个五碳糖和与其相邻的磷酸基团之间通过碳碳双键连接；b1至b4中的每一个独立地为核苷碱基；n1为1，且n1、n2、n3的和不大于5；r1至r6中的每一个独立地为氢、羟基、甲氧基中的任一种；g1、g2分别为氢或甲基；r1至r6中的每一个独立地为氢、羟基、甲氧基中的任一种；x4为氧或硫。

9、在一种可能的实现方式中，加帽聚核苷酸中的碳碳双键为e型或z型中的至少一种。

10、在上述技术方案中，由于碳碳双键的存在，因此加帽聚核苷酸必然会存在顺式构型(即z型)和反式构型(即e型)，发明人发现，无论碳碳双键是z型还是e型，都可以明显提升mrna片段的稳定性和加帽率，降低mrna片段在生物体中的降解率。

11、在一种可能的实现方式中，加帽聚核苷酸为以下任一种化合物或盐形式：

12、

13、

14、

15、

16、在上述技术方案中，上述的帽状结构可以更好地提升mrna片段的性能。

17、在一种可能的实现方式中，核苷碱基包括天然核苷碱基、修饰核苷碱基中的任一种；可选地，天然核苷碱基选自腺嘌呤、尿嘌呤、鸟嘌呤、次黄嘌呤、胞嘧啶、胸腺嘧啶、腺嘌呤衍生物、尿嘌呤衍生物、鸟嘌呤衍生物、胞嘧啶衍生物、胸腺嘧啶衍生物中的任一种；可选地，修饰核苷碱基中，修饰基团选自n6-甲基腺嘌呤、n1-甲基腺嘌呤、n6-2'-o-二甲基腺苷、假尿苷、n1-甲基假尿苷、5-碘尿苷、4-硫代尿苷、2-硫代尿苷、5-甲基尿苷、假异胞嘧啶、5-甲氧基胞嘧啶、2-硫代胞嘧啶、5-羟基胞嘧啶,n1-甲基胞嘧啶、5-羟甲基胞嘧啶、次黄嘌呤、n1-甲基鸟嘌呤、n1-甲基鸟嘌呤、异鸟嘌呤中的任一种。

18、第二方面，本申请实施例提供了一种用于制备加帽mrna的组合物，其组分包括模板dna和上述的加帽聚核苷酸，且模板dna上设置有与加帽聚核苷酸互补的转录位点。

19、在上述技术方案中，上述的组合物可以制成稳定性高、降解率低、翻译活性好的加帽mrna。

20、第三方面，本申请实施例提供了一种加帽mrna的制备方法，其包括以下步骤：使用第二方面的用于制备加帽mrna的组合物进行转录。

21、在上述技术方案中，使用上述制备方法能提高加帽mrna的加帽率。

22、第四方面，本申请实施例提供了一种加帽mrna，其包括主体mrna片段以及上述的加帽聚核苷酸，且主体mrna片段的5'连接有加帽聚核苷酸。

23、在上述技术方案中，上述的加帽mrna的稳定性更好，更不容易在生物体内降解，同时也能更有效率的翻译蛋白质。

24、第五方面，本申请实施例提供了一种药物蛋白的制备方法，其包括以下步骤：以第四方面的加帽mrna为模板进行翻译。

25、在上述技术方案中，上述药物蛋白的制备方法效率较高。

26、第六方面，本申请实施例提供了一种药物蛋白，其是使用第五方面的药物蛋白的制备方法制得的。

27、第七方面，本申请实施例提供了上述的加帽mrna在制备用于治疗癌症药物或疫苗中的应用。

28、在上述技术方案中，上述的mrna的稳定性好，不容易降解，用于制备药物或疫苗时，能使得药物或疫苗有良好的治疗和预防效果。

29、第八方面，本申请实施例提供了一种药物制剂，其包括上述的加帽mr na，以及用于承载加帽mrna的载体，载体包括脂质纳米颗粒、脂质体、聚合物纳米粒子、固体脂质纳米粒、乳剂中的任一种。

技术特征：

1.一种加帽聚核苷酸，其特征在于，其为以下结构通式的化合物，或为以下结构通式的化合物的盐形式：

2.根据权利要求1所述的加帽聚核苷酸，其特征在于，其为以下结构通式的化合物，或为以下结构通式的化合物的盐形式：

3.根据权利要求1或2所述的加帽聚核苷酸，其特征在于，所述结构通式中的所述碳碳双键为e型或z型中的至少一种。

4.根据权利要求1或2所述的加帽聚核苷酸，其特征在于，其为以下任一种化合物或盐形式：

5.根据权利要求1或2所述的加帽聚核苷酸，其特征在于，所述核苷碱基包括天然核苷碱基、修饰核苷碱基中的任一种；

6.一种用于制备加帽mrna的组合物，其特征在于，其组分包括模板dna和权利要求1～5任一项所述的加帽聚核苷酸，且所述模板dna上设置有与所述加帽聚核苷酸互补的转录位点。

7.一种加帽mrna的制备方法，其特征在于，其包括以下步骤：使用权利要求6所述的用于制备加帽mrna的组合物进行转录。

8.一种加帽mrna，其特征在于，其包括主体mrna片段以及权利要求1～5任一项所述的加帽聚核苷酸，且所述主体mrna片段的5'连接有所述加帽聚核苷酸。

9.一种药物蛋白的制备方法，其特征在于，其包括以下步骤：以权利要求8所述的加帽mrna为模板进行翻译。

10.一种药物蛋白，其特征在于，其是使用权利要求9所述的药物蛋白的制备方法制得的。

11.权利要求8所述的加帽mrna在制备用于治疗癌症药物或疫苗中的应用。

12.一种药物制剂，其特征在于，其包括权利要求8所述的加帽mrn a，以及用于承载所述加帽mrna的载体，所述载体包括脂质纳米颗粒、脂质体、聚合物纳米粒子、固体脂质纳米粒、乳剂中的任一种。

技术总结
本申请实施例提供一种加帽聚核苷酸、加帽mRNA及组合物、药物蛋白及制备方法和应用、药物制剂，涉及基因工程技术领域。本申请实施例中的加帽聚核苷酸，至少一个五碳糖和相邻的磷酸之间是通过碳碳双键连接的，这种加帽聚核苷酸在制备加帽mRNA时，能使得制得的加帽mRNA更加稳定，翻译活性更好，分解率更低，同时也有利于提升加帽率。

技术研发人员：姚峰,杨阳,张定远,李幼辰,王晨,陈江波,赵佳琰,陈哲贤,邹志辉
受保护的技术使用者：上海兆维科技发展有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13