[发明专利]SIRT4及其用途

说明书

相关申请

本申请要求于2008年9月23日提交的美国临时专利申请序列号61/192,892的优先权利益，其内容在此引入作为参考。

发明背景

Sir2（沉默信息调节因子2）及其同系物在酵母、蠕虫和苍蝇中延长寿命。哺乳动物含有sir2（sirtuins，SIRT1-7）的7种同系物，其具有NAD⁺-依赖性脱乙酰酶和/或ADP-核糖基化活性。SIRT1，最紧密的哺乳动物sir2直向同源物，是研究最多的sirtuin，并且已显示使超过许多（a dozen）底物脱乙酰，以促进代谢适应和细胞存活。例如，在胰腺β细胞中，SIRT1抑制线粒体解偶联蛋白质表达且增加胰岛素分泌。在肝中，SIRT1活性在禁食过程中是上调的，导致通过FOXO1、CRTC2和PGC- 1 α脱乙酰的糖质新生调节。

3种哺乳动物sirtuins（SIRT3、SIRT4和SIRT5）内源定位在线粒体中，并且在这种细胞器中可以作为能量状态传感器起作用。SIRT3在体外使乙酰辅酶A合成酶2（AceCS2）、谷氨酸脱氢酶（GDH）和电子转运链的复合物I脱乙酰，但SIRT3敲除小鼠在基本条件下不具有明显表型。SIRT5具有弱脱乙酰酶活性，并且它的体内靶仍未得到鉴定。在胰腺β细胞中，通过ADP-核糖基化且抑制GDH，SIRT4调控谷氨酸盐和谷氨酰胺至α-酮戊二酸的转换，从而抑制来自胰腺β细胞的胰岛素分泌。然而，SIRT4是广泛表达的，并且它在除胰腺外的组织中的作用仍未得到描述。

发明概述

线粒体功能牵涉广泛多样的病症，包括例如生理学和病理生理学应激、肥胖、心血管疾病、衰老和年龄相关性疾病。目前已发现线粒体蛋白质SIRT4是脂肪酸氧化的关键调控剂，并且在疾病、衰老和相关病理状态情况中起重要作用。SIRT4活性的阻遏通过减少脂肪组织来阻止饮食诱导的重量增加，并且即使在高脂肪饮食的条件下也允许维持无脂肪表型。本文描述的是用于调控脂质代谢包括脂肪酸氧化、控制重量增加和治疗代谢综合征的方法和组合物。

在一个方面，本发明提供了评估SIRT4脂肪酸氧化抑制活性的方法，该方法包括提供包括SIRT4蛋白质、催化脂肪酸氧化的酶和底物的无细胞组合物，以及评估组合物中的脂肪酸氧化活性。在某些实施方案中，底物包括脂肪酸。任选地，该方法还提供了将测试化合物加入无细胞组合物中的步骤。在某些实施方案中，测试化合物是小分子、抗体或核酸。

在另一个方面，本发明提供了用于测量测试化合物针对SIRT4蛋白质的抑制性质的方法，其包括在催化脂肪酸氧化的酶和底物的存在下，使SIRT4蛋白质与测试化合物接触，测量在测试化合物的存在下脂肪酸氧化的测试速率，并且使脂肪酸氧化的测试速率与在不存在测试化合物的情况下获得的脂肪酸氧化的对照速率比较，其中测试速率相对于对照速率的增加指示测试化合物的抑制性质。在某些实施方案中，测试化合物是小分子、抗体或核酸。

在一个进一步的方面，本发明提供了用于测量测试化合物针对SIRT4蛋白质的刺激性质的方法，其包括以下步骤：在催化脂肪酸氧化的酶和底物的存在下，使SIRT4蛋白质与测试化合物接触，测量在测试化合物的存在下脂肪酸氧化的测试速率，并且使脂肪酸氧化的测试速率与在不存在测试化合物的情况下获得的脂肪酸氧化的对照速率比较，其中测试速率相对于对照速率的降低指示测试化合物的刺激性质。在某些实施方案中，测试化合物是小分子、抗体或核酸。

在还进一步的方面，本发明提供了治疗或预防哺乳动物受试者中的脂肪酸氧化病症（FOD）的方法，其包括给受试者施用有效量的减少SIRT4蛋白质活性的试剂。示例性FOD包括肥胖、中链酰基辅酶A脱氢酶（MCAD）缺乏症、短链酰基辅酶A脱氢酶（SCAD）缺乏症、长链酰基辅酶A脱氢酶（LCAD）缺乏症、肉碱棕榈酰转移酶移位酶Ⅰ和II型缺乏症、肉碱酰基肉碱移位酶缺乏症、极长链酰基辅酶A脱氢酶（VLCAD）缺乏症、戊二酸尿症II、EFT缺乏症HMG肉碱转运缺陷（原发性肉碱缺乏症）、长链3-羟基酰基辅酶A脱氢酶（LCHAD）缺乏症、三功能蛋白质（TFP）缺乏症、2,4二烯酰基辅酶A还原酶缺乏症、3-羟基酰基辅酶A脱氢酶缺乏症（HADH）、电子转移黄素蛋白质（ETF）脱氢酶缺乏症和3-羟基-3-甲基戊二酰基辅酶A（HMG）裂解酶缺乏症。在特定实施方案中，SIRT4水平在肝细胞中进行调节。在某些实施方案中，试剂是减少SIRT4表达的拮抗性核酸。在其他实施方案中，试剂包括靶向SIRT4 mRNA的核酸或靶向SIRT4蛋白质的抗体。