本发明涉及合成化学和生物工程，具体涉及一种用于核酸(rna)的5’端加帽的化合物及其应用。
背景技术：
1、近年来，随着全球新冠疫情形势变化，信使rna(mrna)技术与其疫苗药物实现了从实验室到临床应用的突破。在对mrna药物及其功能的研究中，只有在合成的mrna在体内稳定表达目标蛋白时，特定效应才会显现。而在稳定表达目标蛋白过程中，mrna的5’端加帽反应是一种必不可少的修饰过程。在真核细胞中，5’端帽子结构能够保护mrna避免其被核酸外切酶降解，同时避免其被招募蛋白质因子剪切；该结构还可以调节蛋白质的合成；另外，5’端帽子结构还能降低mrna免疫原性、增强mrna体内稳定性。
2、在体外转录过程中，相较于传统的酶法加帽，mrna共转录加帽方法在工艺上更加简便，且易于提升成本效益和扩大mrna药物产能。与此同时，加帽类似物已经从最开始的mcap逐步发展到了arca第二代帽类似物和cap1第三代帽类似物，与之同步的，其转录产量和加帽效率也明显提升。
3、目前很多研究都致力于对帽结构进行化学修饰，以期进一步增强mrna的翻译效率同时降低其免疫原性。
技术实现思路
1、本发明提供了一种用于rna的5’端加帽的化合物及其应用，其中该类化合物包括其药学上可接受的盐、溶剂化物和其立体异构体。使用该化合物对mrna的5’端加帽后的产物具有较高的加帽率，并且具有较好的体外转录效率，同时，在细胞和活体水平都有较高的翻译表达效率。
2、本发明提供了一种用于核酸5’端加帽的化合物，或其药学上可接受的盐、或溶剂化物、或其立体异构体，所述化合物具有式(i)的结构：
3、
4、其中：
5、r0为-or8，其中r8为c1-7烷基、c2-7烯基或c2-7炔基；
6、r1为-h；
7、r2为-h,-oh,-o(ch2)mch3中任意一种,其中m为0-6的任意一个整数；
8、任选地r1与r2通过化学键连接成环，且-r1-r2-为-(ch2)q-o-或-o-(ch2)q-中的任意一种,其中q为1、2或3；
9、r3为h,-oh,-sh，-n3，-nh2,卤素，-cn，-o(ch2)tch3,-o(ch2)psh,-o(ch2)pn3,-o(ch2)pnh2中的任意一种,其中t为0-6的任意一个整数，p为1-6的任意一个整数，其中r3任选被取代；
10、r4、r5、r6、r7各自独立地选自h、oh、och3、卤素、-cn、-sh中的任意一种；
11、n01、n02、n03、n04各自独立地选自0或1，且四者不同时为0；
12、j1、j2、j3、j4、j5各自独立地选自天然或修饰的嘧啶核苷酸碱基、天然或修饰的嘌呤核苷酸碱基。
13、本发明的实施方式包括式(i)化合物，或其药学上可接受的盐、或溶剂化物、或其立体异构体，在式(i)中，j1、j2、j3、j4、j5中至少一个是修饰的核苷酸碱基，优选修饰的嘌呤核苷酸碱基，更优选甲基修饰的嘌呤核苷酸碱基，更优选6-n-甲基腺嘌呤。
14、本发明的实施方式包括式(i)化合物，或其药学上可接受的盐、或溶剂化物、或其立体异构体，在式(i)中，r3为h,-sh，-n3，-nh2,-o(ch2)tch3,-o(ch2)psh,-o(ch2)pn3,-o(ch2)pnh2中的任意一种,其中t和p各自独立地为1-6的任意一个整数，优选为1-4的任意一个整数。
15、本发明的实施方式包括式(ia)化合物，或其药学上可接受的盐、或溶剂化物、或其立体异构体，式(ia)中的基团具有如上所示的含义：
16、
17、本发明的优选实施方式包括式(ia)化合物，或其药学上可接受的盐、或溶剂化物、或其立体异构体，其中，
18、r0为-or8，其中r8为c1-5烷基，优选-ch3，和/或
19、r4选自h、oh、卤素中的任意一种，优选h或f。
20、本发明的实施方式包括式(ib)化合物，或其药学上可接受的盐、或溶剂化物、或其立体异构体：
21、
22、r3’为h,-oh,-sh，-n3，-nh2,-o(ch2)tch3,-o(ch2)psh,-o(ch2)pn3,-o(ch2)pnh2中的任意一种；其余基团具有如上所述的含义。
23、本发明的实施方式包括式(ic)化合物，或其药学上可接受的盐、或溶剂化物、或其立体异构体，式(ic)中的基团具有如上所示的含义：
24、
25、本发明的优选实施方式包括式(ic)化合物，或其药学上可接受的盐、或溶剂化物、或其立体异构体，其中，
26、r0为-or8，其中r8为c1-5烷基，优选-ch3，和/或
27、r4选自h、oh、卤素中的任意一种，优选h或f。
28、根据本发明的一些具体实施方案，其中，所述帽类似物具有以下所示的结构之一：
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40、
41、本发明还公开了上述化合物作为体外共转录rna加帽试剂的应用。
42、本发明还公开了一种rna分子，包含上述的化合物作为帽结构或帽结构片段。
43、可以理解的，上述rna分子，既可以作为mrna疫苗，也可以作为rna药物使用，或精准医疗的细胞治疗中。
44、本发明还公开了一种药物组合物，包含上述的rna分子，以及药学上可接受的载体。
45、本发明还公开了一种合成rna分子的方法，包括以下步骤：将上述化合物，与多核苷酸模板共孵育，进行模板转录。
46、本发明还公开了一种加帽rna转录反应系统，包括：多核苷酸模板，上述化合物，ntps，rna聚合酶。
1.一种用于核酸5’端加帽的化合物，或其药学上可接受的盐、或溶剂化物、或其立体异构体，所述化合物具有式(i)的结构：
2.如权利要求1所述的化合物，或其药学上可接受的盐、或溶剂化物、或其立体异构体，其特征在于，j1、j2、j3、j4、j5中至少一个是修饰的核苷酸碱基，优选修饰的嘌呤核苷酸碱基，更优选甲基修饰的嘌呤核苷酸碱基，更优选6-n-甲基腺嘌呤。
3.如权利要求1或2所述的化合物，或其药学上可接受的盐、或溶剂化物、或其立体异构体，其中，
4.如权利要求1至3中任一项所述的化合物，或其药学上可接受的盐、或溶剂化物、或其立体异构体，其中所述化合物具有式(ia)的结构：
5.如权利要求4所述的化合物，或其药学上可接受的盐、或溶剂化物、或其立体异构体，其中，
6.如权利要求1至3中任一项所述的化合物，或其药学上可接受的盐、或溶剂化物、或其立体异构体，其中所述化合物具有式(ib)的结构：
7.如权利要求6所述的化合物，或其药学上可接受的盐、或溶剂化物、或其立体异构体，其中所述化合物具有式(ic)的结构：
8.如权利要求7所述的化合物，或其药学上可接受的盐、或溶剂化物、或其立体异构体，其中，
9.如权利要求1所述的化合物，或其药学上可接受的盐、或溶剂化物、或其立体异构体，其中所述化合物具有如下结构之一：
10.如权利要求1-9中任一项所述的化合物作为体外共转录rna加帽试剂的应用。
11.一种rna分子，其特征在于，包含权利要求1-9中任一项所述的化合物作为帽结构或帽结构片段。
12.一种药物组合物，其特征在于，包含权利要求11所述的rna分子，以及药学上可接受的载体。
13.一种合成rna分子的方法，其特征在于，包括以下步骤：将权利要求1-9任一项所述的化合物，与多核苷酸模板共孵育，进行模板转录。
14.一种加帽rna转录反应系统，其特征在于，包括：多核苷酸模板，权利要求1-9任一项所述的化合物，ntps和rna聚合酶。
