[发明专利]靶向性抗胶质瘤蛋白质及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及蛋白质氨基酸序列，具体是一种基于蝎氯通道毒素的靶向性抗胶质瘤蛋白质以及该蛋白质在制备治疗神经胶质瘤药物中的应用。

背景技术

从整体上看，现阶段人类对于恶性肿瘤的医治仍处于探索阶段。单抗药物和基因疗法尚难如人意，但随着人类基因组计划的完成和基因生物研究的发展，人类对肿瘤发病机理及相关特性的更多了解和把握，癌细胞更多、更稳定的特异性抗原的发现所带来的个体特异化的癌症治疗方法，将使单抗药物和基因疗法成为肿瘤治疗的主要趋势。

2003年，美国Sonthrimer发现从以色列蝎毒素中分离的一种氯毒素Cltx能有效地抑制神经胶质瘤细胞生长，并对Cltx抗神经胶质瘤细胞的浸润及机制进行了探索，证实了在胶质瘤细胞膜表面表达、在肿瘤细胞扩散中起重要作用的基质金属蛋白酶-2(MMP-2)是Cltx的结合受体，Cltx可通过结合MMP-2来抑制肿瘤细胞的扩散。我国学者在研究东亚钳蝎毒素过程中，发现在东亚钳蝎中有一种神经毒素BmK CT，根据其与Cltx的高序列同源性推测其功能类似于Cltx。

本课题组在查阅大量相关文献的基础上，开展了BmK CT蛋白抗神经胶质瘤的研究，取得了较好的进展。我们首先利用搭桥法人工合成了改良的BmK CT基因，实现了它在大肠杆菌中高效表达，并且该基因序列获批了国家发明专利(一种人工合成的蝎氯离子通道神经毒素基因-rBmK CTa，专利号：200410012544.6，2009年)。其次，用MTT法检测重组蝎毒素rBmKCTa对培养的人神经胶质瘤细胞SHG-44及正常鼠神经胶质细胞的影响，证实其对神经胶质瘤细胞有特异性作用。并且，利用全细胞膜片钳技术确证了rBmK CTa的电生理学特性，为氯通道抑制剂。最后，采用放射性¹³¹I标记该毒素，建立移殖有人的神经胶质瘤细胞的裸鼠动物模型，追踪了该毒素在动物模型内的动向，证实了rBmK CTa是一种分子量小、可穿过血脑及组织屏障，且可在体内与肿瘤组织的受体靶位特异结合的药物蛋白(东亚钳蝎氯离子通道毒素的生物活性研究，博士学位论文，殷丽天，2009年)。

以上分析证明，Cltx和BmK CT可作为潜在的标记和治疗脑神经胶质瘤的有效药物来开发。但是作为小分子蛋白药物，这类氯毒素与受体(氯离子通道蛋白和MMP-2蛋白)分子作用机制的研究目前尚无报道，而只有当它们之间的相互作用的分子机理被阐明，才能有助于我们进一步利用和改造这类蛋白，加强其与靶细胞的特异性作用。本发明利用蛋白质结构数据库PDB、由瑞士生物信息学研究所开发的SwissModel服务器、由美国BOSTON大学研发的ZDOCK服务器、Accelrys公司的Insight II中Biopolymer和Discover3软件包等相关生物信息学资源，针对蛋白质结构与功能预测、蛋白质分子的相互作用和动态分子模拟这一实验瓶颈问题，开展了氯毒素与受体相互作用的分子计算模拟研究，构建该过程中重要分子事件的三维结构模型，通过优化部分氨基酸位点，构建了更具靶向性的有效药物分子模型及序列，对新型抗神经胶质瘤药物的研发具有重要的理论价值和应用前景。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于蝎氯通道毒素的靶向性抗胶质瘤蛋白质以及该蛋白质在制备治疗神经胶质瘤药物中的应用。

本发明提供的一种靶向性抗胶质瘤蛋白质，氨基酸序列为SEQ ID No.5。

该靶向性抗胶质瘤蛋白质获得方法，包括如下步骤：

(1)以蛋白质Cltx(来源于以色列蝎(Leiurus quinquestriatus)，其氨基酸序列见SEQ IDNo.1)和insect toxin 15A(PDB编号：1SIS)所提供的结构为基础，进行BmK CT蛋白质(来源于东亚钳蝎(Buthus matensii Karsch)，其氨基酸序列见SEQ ID No.2)原子结构的同源建模并做能量最小化和分子动力学优化；

(2)利用DeepView V.3.7软件，采用Coulomb计算模式，计算Cltx、BmK CT蛋白表面的静电势；

(3)根据PDB库提供的受体蛋白的配体结合区的X-ray晶体结构解析结果，即氯通道蛋白ClC-2C端胞质区和MMP-2蛋白C端结构，以上述运算模式，计算其表面静电势，并分析可得，Cltx/BmK CT和其受体CLC-2C端和MMP-2C端分子之间极有可能存在静电吸引；