[发明专利]一种类短肽、辅助透膜剂及其应用

说明书

本发明公开了一种类短肽、辅助透膜剂及其应用。所述类短肽为多条偶联的正电性短肽，所述正电性短肽包括具有正电荷基团修饰的赖氨酸残基和穿膜肽段；优选所述类短肽为2条偶联的正电性肽段。所述辅助透膜剂包括所述类短肽。所述辅助透膜剂应用于介导小分子有机荧光探针的活细胞胞内投送，使用简单，只需要共孵育操作，成本低；透膜效果良好，作用时间短，能有效减小操作时间。

技术领域

本发明属于荧光成像领域，更具体地，涉及一种类短肽、辅助透膜剂及其应用。

背景技术

目前用于活细胞内部生物大分子荧光标记并进行显微成像的策略有两大类：第一，荧光蛋白标记。具体的是通过质粒转染方式在目标位点表达特定荧光蛋白，虽然这种方式具有很好的活细胞相容性，但通常需要克服外源荧光蛋白体积过大、量子产率低、光稳定性差等问题。

随着超分辨率显微成像技术的发展，对活细胞内基本结构的研究也向着超高分辨率的方向发展。而在目前已有的超分辨成像策略中，基于光调制的超分辨率显微成像策略要求荧光分子具有高亮度和抗光漂白等性质，以得到更好的时间和空间分辨率；基于这样的成像要求，荧光蛋白常常不能满足，这就需要用到第二种标记策略：通过小分子有机荧光染料。有机荧光染料相比于荧光蛋白具有更高的亮度和更好的稳定性，其标记的靶向性是通过与特异性识别基团共价连接形成有机荧光探针来实现的。但是小分子有机荧光染料在应用中仍存在一个问题：大部分具有优异荧光性能的染料自身并不能透过细胞膜，有些自身可以透膜的染料与具有靶向性的识别基团结合后就失去其透膜性，都不能很好的穿过细胞膜屏障，只能用于死细胞或者活细胞膜外结构标记而无法用于活细胞内结构标记。

目前解决透膜性问题主要有以下几种途径：第一，在荧光染料分子上进行化学修饰改造或从头设计合成新的荧光染料，但该方法耗时耗力，且成功率低。第二，应用电穿孔的方法，通过电场作用于细胞几微秒到几毫秒之后，在细胞膜上暂时形成小孔或开口，这时细胞孵育液中不透膜的荧光探针在电泳力的作用下与细胞膜接触，并扩散至胞质内。但这种方式需要昂贵的仪器(电穿孔仪)，且外加场强会不可逆转地伤害细胞膜而使一部分细胞裂解，所以此方法对细胞的损害较大，且一次性标记细胞数量少。第三，应用一种将穿膜肽和靶向识别分子、荧光染料共价结合在一起的肽类探针实现小分子荧光染料的透膜。但该种方法存在着一定局限性，仅针对活细胞内一部分结构，当更换结构时需从头设计。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种类短肽、辅助透膜剂及其应用，其目的在于通过对类短肽的分子结构和电性进行恰当设计使得其具备引发细胞内吞逃逸机制，辅助小分子荧光探针等试剂实现透膜进入细胞内部，由此解决现有的分子探针难以穿过细胞膜或者荧光标记效果不佳的技术问题。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种类短肽，所述类短肽分子为多条偶联的正电性短肽，所述正电性短肽包括具有正电荷基团修饰的赖氨酸残基和穿膜肽段；优选所述类短肽为2条偶联的正电性肽段。

优选地，所述类短肽，其所述多条正电性短肽通过二硫键偶联。

优选地，所述类短肽，其所述类短肽分子具有如下结构：

其中，K为赖氨酸；C为半胱氨酸；R1为正电荷基团；CPP为细胞穿膜肽段。

优选地，所述类短肽，其所述正电荷基团为罗丹明类基团，优选为罗丹明B或罗丹明6G。

优选地，所述类短肽，其所述穿膜肽段为一级结构穿膜肽，含有4至40个氨基酸残基，带有正电荷。

优选地，所述类短肽，其所述穿膜肽段TAT和/或(rR)₃R₂。

按照本发明的另一个方面，提供了一种辅助透膜剂，其包括所述类短肽，所述类短肽浓度优选在200μM至2mM之间。