[发明专利]鼠RANK胞外蛋白晶体

说明书

技术领域

本发明涉及一种蛋白质晶体，尤其涉及一种鼠RANK胞外蛋白晶体，本发明还提供了一种制备RANK胞外蛋白晶体的方法，以及该RANK胞外蛋白晶体在医药领域中的应用。

背景技术

肿瘤坏死因子(TNF)家族中的细胞因子在诸如炎症反应、器官发生、宿主防御、自身免疫和细胞凋亡等多种生物功能中扮演着重要的角色。这些生物调节因子是通过受体-配体相互作用，从而引发细胞内的信号传递以及细胞表型的改变而发挥相应的生理作用的。作为TNF家族成员的RANKL以及其受体RANK在生物体内的多种活动中扮演着重要的角色，其对于骨的重塑过程起到了重要的调节作用，并且RANK以及RANKL分子之间的相互作用还可调节T细胞/树突状细胞的信号传导、树突状细胞的存活以及淋巴组织的发育，近年来受到了广泛的关注。

在人体骨的重塑过程中，破骨细胞是骨重塑的“启动子”，成骨细胞是骨重塑的“调节者”，骨吸收类疾病共同的病理特征为破骨细胞调节异常导致骨形成和骨吸收之间丧失平衡，因此深入了解破骨细胞的激活机制将对于成功防治骨吸收类疾病的发生有着至关重要的意义。1997年，几个不同的研究小组发现了肿瘤坏死因子受体-配体超家族新成员：骨保护蛋白(osteoprotegerin，OPG)、RANKL以及RANK；随后，多项研究相继显示：RANKL、OPG具有调节破骨细胞分化、发育、影响其功能的作用，RANK是RANKL、OPG发挥作用的关键，它们形成一个骨调节轴，来调节骨的重塑过程。

RANKL为一种II型跨膜蛋白，其多为三个单体聚合成的复合体，主要分布在活化T细胞、骨髓基质细胞及成骨细胞等细胞中，目前认为哺乳动物中存在三种RANKL蛋白：RANKL1、RANKL2、RANKL3，其中前两种为膜结合蛋白，后一种为被分泌到胞外的可溶性蛋白。人和大鼠的RANKL分子分别包含317、316个氨基酸残基，具有87％的同源性；人类RANKL基因位于13q14，其启动子区包含成骨细胞分化的关键转录因子cbaf-1的活性。RANKLmRNA可在多种组织表达，以骨骼和淋巴组织中最高，在骨骼中，RANKL主要表达于骨小梁和骨髓；在骨髓基质细胞和成骨细胞均可检测到RANKL mRNA。2004年Ito S等人以及国际专利申请NO.WO 03/014077都披露了RANKL的三维结构，其全部内容结合于此作为参考。各项研究表明：每一个RANKL单体包括一个夹层结构，其由两个平面反平行β-折叠片层构成。第一个片层由β-链A”、A、H、C及F组成，第二个片层由B’、B、G、D及E组成，其中第一片层为内层β-片层，该片层富含疏水性氨基酸，并通过疏水作用与另外两个RANKL相互结合，而B’、B、G、D及E链形成外层β-片层，该片层多为带电及极性氨基酸，负责与受体RANK结合；每一个RANKL单体中的β-夹层结构的一个边缘、链E及F包裹相邻单体的AHCFβ-片层的内部疏水层从而形成RANKL三聚体结构。RANKL三聚体的晶体结构特征是：具有P2₁2₁2₁的空间群，晶胞参数为以及空间群R3，胞晶为其形状就像被截平了的锥形，靠近膜的一端宽于远端的顶点处。RANKL三聚体高底部直径约为顶点处的直径约为

RANK是RANKL的受体，属于TNF受体家族，是一种I型跨膜蛋白，鼠RANK分子在破骨细胞前体细胞和成熟破骨细胞内表达量较高。RANK基因定位于18q22.1，其编码的蛋白质在体内以跨膜蛋白型存在，其表达于单核-巨噬细胞系、破骨细胞前体细胞、T淋巴细胞、B淋巴细胞、树突状细胞等，表达于破骨细胞前体细胞膜表面的RANK介导RANKL的信号，发挥调节破骨细胞分化的功能。