[发明专利]一种HtrA2融合基因及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及生物医学技术领域，具体涉及一种HtrA2融合基因及其应用。

背景技术

线粒体受损是器官退化性疾病的共同病理特征之一。已知的退行性神经疾病中，有不少是由于变性蛋白损伤了线粒体的结构和功能所引起的。例如老年痴呆症相关的Aβ蛋白片段、帕金森氏病相关的突变α-Synuclein蛋白、肌肉萎缩性侧面硬化病相关的突变SOD1蛋白等，都可以在线粒体表面或内部积累，并形成不溶性的蛋白聚集体，破坏线粒体结构，从而导致神经元死亡。除了这些由突变基因所引起的变性蛋白积累，在老年人的神经元中，由于蛋白合成的准确率以及蛋白酶体的活力下降，部分在细胞质里合成的线粒体蛋白存在突变却不能被及时降解清除。当它们转运进入线粒体后，也能形成不溶性蛋白聚集体，引起线粒体的结构损伤，导致老年性的退行性神经元死亡。

目前已有的线粒体保护技术很少，而且都“治标”不“治本”。由于变性蛋白在线粒体中积累后往往引起氧化性自由基的大量产生，造成线粒体的进一步氧化损伤，已有各种技术主要是通过把抗氧化药物送入细胞或线粒体，以期降低氧化性自由基水平。例如文献“Protective effect of pyrroloquinoline quinone against Aβ-induced neurotoxicity in human neuroblastoma SH-SY5Y cells”（Neurosci Lett. 464:165-169）和“Involvement of ERK1/2 pathway in neuroprotective effects of pyrroloquinoline quinine against rotenone-induced SH-SY5Y cell injury”（Neuroscience 270:183-191），报道了吡咯喹啉醌（Pyrroloquinoline quinine，PQQ）对神经细胞线粒体的保护作用。PQQ是最近几年发现的最有效的线粒体抗氧化剂之一，能降低心肌细胞、神经细胞以及其它细胞线粒体中的氧化性自由基，也能在一定程度上缓解Aβ蛋白片段等变性蛋白所引起的线粒体损伤。但由于PQQ并不直接抑制变性蛋白的线粒体转运或清除线粒体中的变性蛋白，因此它不能改变线粒体损伤的根源，效果也往往不太理想。

因此，降低变性蛋白在线粒体内部的积累是当前退行性神经疾病预防治疗中亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明提供了一种HtrA2融合基因，能用于防止变性蛋白在线粒体内积累。该基因由线粒体外膜蛋白USP30的定位序列与HtrA2的蛋白酶功能域及PDZ功能域融合而成（以下称Mitochondrial Outer Membrane HtrA2，简称MOM-HtrA2）。在细胞里表达后，MOM-HtrA2蛋白能靶向定位到线粒体表面，将企图进入线粒体的各种变性蛋白降解，防止它们在线粒体内部积累。

为实现上述发明目的，本发明采用如下的技术方案：

一种HtrA2融合基因，其特征在于：该HtrA2融合基因的DNA序列为SEQID NO:1。

本发明的HtrA2融合基因为MOM-HtrA2融合基因，5’端的201个碱基编码USP30的线粒体外膜定位系列，而3’端的975个碱基编码HtrA2的蛋白酶功能域和PDZ功能域。两段序列间由GGATCT序列链接。

本发明的HtrA2融合基因在线粒体保护中的应用。

线粒体蛋白酶HtrA2主要有两种蛋白亚型，较长的HtrA2L和较短的HtrA2S。一般认为，HtrA2S分布在线粒体内外膜间隙中，能降解其周围的变性蛋白，是保护线粒体的主要亚型。实验证明，HtrA2L虽然蛋白水平很低，但也能发挥很重要的保护功能。与HtrA2S不同，HtrA2L分布在线粒体外膜上，是线粒体蛋白转运通道的“门卫”，能把即将进入线粒体的变性蛋白在线粒体表面及时降解，防止它们在线粒体内部积累。一般细胞中的HtrA2L水平很低，因此它们抵御变性蛋白以及蛋白酶体抑制的能力有限。