[发明专利]用于鉴定RGS21活性调节子的方法、包含RGS21调节子的组合物以及用其调节味觉的方法

说明书

对于相关申请的交叉引用

本申请要求2006年7月26日递交的美国临时专利申请系列号60/820,426的 优先权的权利，其内容以其整体并入本文。

本发明的背景

发明领域

本发明涉及用于鉴定G蛋白信号调节子(RGS)蛋白的调节子的方法。本发 明还涉及包含RGS调节化合物的组合物，以及使用这样的组合物来调节G蛋白偶 联受体(GPCR)信号转导的方法。特别地，本发明涉及用于鉴定特异性抑制或 增强RCS21蛋白或其生物学活性片段的活性的化合物的方法；包含这样的化合物 的组合物；以及使用这样的化合物通过GPCR味觉信号转导途径来调节味觉信号 转导的方法。

背景

G蛋白偶联受体(GPCRs)在信号转导中起重要作用，并且是很多治疗药物 的靶标。很长时间以前已经报道了GPCR信号转导的标准模式限于三组分体系： G-蛋白偶联受体(GPCR)、G蛋白和效应子(Neubig和Siderovski，2002，Nat. Rev.Drug Discov，1(3)：187-97)。GPCR是具有七个跨膜结构域的细胞-表 面受体蛋白。每个G蛋白是膜-结合的异源三聚体复合物，其包含GTP-水解Gα亚 基和Gβγ二聚体亚单位。Gα亚基是在细胞中控制大量生理学过程的分子开关。 Gα亚基以非活性的GDP-结合状态或以活性的GTP-结合状态存在，其中后者与下 游信号蛋白相互作用而引起特异性信号反应(图1)。Gα蛋白的活化和钝化分 别由配基-结合的GPCR和GTP酶促进蛋白(GAP)来调控。当结合于配基时，GPCR 通过催化鸟苷三磷酸(GTP)转化为鸟苷二磷酸(GDP)到异源三聚体G蛋白的α 亚基上来促进细胞信号。GAP结合到活性的GTP结合形式的Gα蛋白上，从而促进 G蛋白固有的GTP酶活性，借此将结合的GTP的末端磷酸盐残基水解为GDP，从而 使Gα蛋白回到非活性状态(图1)。

当激动剂结合到GPCR时，其引起提高GPCR的鸟嘌呤核苷转化活性的构型变 化，导致Gα亚基的GDP释放(以及随后结合于GTP)。一旦与GTP结合，Gα亚基 的三个“开关”区域内的构型变化使Gβγ亚基释放，并且随后接合特异于每个 Gα亚型的效应子。释放的Gβγ亚基还可以调节包含离子通道和特定亚型的腺 苷酰环化酶和磷脂酶(PLC)在内的的效应子(Neubig和Siderovski，2002，Nat. Rev.Drug Discov.1(3)：187-97，图1和表1)。

最近，已经发现了一个作为GPCR信号转导新元件的蛋白家族。该蛋白家族 由称为G蛋白信号调节子(RGS)蛋白的蛋白质组成(DeVries等人，2000，Ann. Rev，Pharmacol.40：235；Ross和Wilkie，2001，Ann.Rev.Biochem.69：795)。 RGS蛋白有效调节G蛋白的活性，并且在GPCR信号转导中起关键作用。其众所周 知的功能是充当GTP酶活化蛋白(GAP)，通过促进GTP水解来抑制G蛋白信号， 并且从而关闭G蛋白信号。特别地，RGS蛋白通过直接结合于GTP-结合Gα亚基来 控制由活化Gα亚基输出的信号。该结合显著促进了亚基的GTP水解率，因此促 进了GPCR信号的钝化率(Neubig和Siderovski，2002，Nat.Rev.Drug Discov. I(3)：187-97；Berman等人，3996，Cell 86：445-52；Hunt等人，1996，Nature 383：175-77；Watson等人，1996，Nature 383：172-75)。

至少有37种RGS蛋白存在于人基因组中，并且这些蛋白可以再分成不同的蛋 白家族，它们在其功能域的组分上有所不同(图2)。所有的RGS蛋白包含至少 一个称为“RGS-盒”的大约120个氨基酸的保守结构域，其导致RGS蛋白可观察 到的的GAP活性(图3)。RGS-盒与Gα开关区域接触来使其构象在GTP-结合和GDP- 结合形态之间的过渡状态上稳定。因为RGS蛋白是非常多样的，具有独特的组织 分布，并且在活细胞中起各种功能性的作用，所以RGS蛋白一般还包含各种非 -RGS-盒结构域和基序(例如：GGL、DEP、DH/PH、PDZ结构域以及半胱氨酸串基 序)。