[发明专利]用交叉β结构靶向诱导蛋白质聚集

说明书

本申请为2008年6月3日提交的、发明名称为“用交叉β结构靶向诱导蛋白质聚集”的PCT申请PCT/EP2008/056825的分案申请，所述PCT申请进入中国国家阶段的日期为2010年2月3日，申请号为200880101841.4。

发明领域

本发明属于蛋白质聚集领域。本发明揭示了干扰靶蛋白质功能的方法以及使用被称作聚集剂(aggregator)的非天然的、使用者设计的分子，其对靶蛋白质具有特异性且在与所述靶蛋白质接触时诱导聚集。本发明还揭示了这种聚集剂分子及其在治疗和诊断中的应用。

发明背景

蛋白质聚集已经成为生物技术和医学领域的主要议题。其是蛋白质生产中的主要瓶颈，缩小了通过重组技术获得的相关多肽的范围；其降低存放期且可以增加多肽药物的免疫原性；以及其与人类关键疾病的数目增加相关，所述疾病包括阿尔茨海默氏病、海绵状脑病、II型糖尿病以及帕金森氏病。最近十年数据已经开始不断提示多肽的组成和一级结构在很大程度上决定其聚集倾向，且较小的改变对于溶解性可能具有巨大影响。如通过能预测蛋白质中β-聚集序列的很多算法证实，根据其序列预测蛋白质聚集倾向的能力非常具有价值。这些算法可用于通过特异性序列靶向治疗剂控制不希望的蛋白质沉积事件或者揭示生物技术感兴趣蛋白的更可溶的变体。通常假定不是多肽的所有区域在决定其聚集倾向中均是相同重要的。在这方面，最近已经证实极短的一段特殊氨基酸序列可作为淀粉样原纤维形成的促进剂或抑制剂。在功能蛋白质组学领域需要开发创新技术以促进发明及使功能蛋白质组学中通过互补方法赋予的潜力最大化。需要具有一种可灵活应用的技术，其可以直接靶向特定胞外或胞内蛋白质的生物学功能，而不是靶向翻译其的mRNA或者操作编码其的基因。在本发明中我们尝试开发基于聚集而靶向特定蛋白质的技术。迄今为止，蛋白质聚集主要作为不希望的导致疾病的现象而被研究，且普遍认为交叉-β介导的聚集是最经常发生的且是聚集的生物学相关机制²。交叉-β聚集(Cross-beta aggregation)是用于表示聚集是通过分子间β-折叠形成而成核(nucleated)的术语，聚集物中的每个分子均提供典型包含至少三个连续氨基酸的相同的链。专利申请WO03102187(Scegen,Pty Ltd)揭示了通过将分子与膜易位序列(membrane translocating sequence)融合而增强所述分子活性的方法，从而所得嵌合分子自主装配成较高分子量的聚集物。US20050026165(Areté Associates)揭示了能与不溶蛋白质如朊病毒的β-折叠构象相互作用的构象肽作为朊病毒疾病诊断工具的应用。专利申请WO2007010110描述了通过使用多环化合物诱导蛋白质聚集。

发明概述

本发明涉及特定靶蛋白质的受控且可诱导的蛋白质聚集的技术。本发明还提供了重新设计的分子，在本文称作聚集剂分子，其包含与对于靶蛋白质具有亲和性的结合区偶联的至少一个β-聚集区。在一个优选的实施方案中，所述聚集剂分子包含至少一个β-聚集区，其与能结合靶蛋白质(或者与之相互作用)的区域融合。在选择的靶蛋白质与特殊设计的聚集剂分子接触时，在所述靶蛋白质与聚集剂之间出现特异性共聚集，导致所述靶蛋白质的生物学功能的功能性敲除或者下调。这种蛋白质敲低(knock-down)是取决于聚集剂的存在的，其由存在聚集剂分子而被诱导。另一额外的优势是蛋白质干扰的强度可以通过改变聚集剂分子中β-聚集区的数目而实验性地控制。本发明不仅提供了下调特定胞外或胞内蛋白质生物学功能的有效研究工具，而且也具有重要的治疗、农业和诊断应用。

附图说明

图1:该图示出通过离心除去共聚集物之后上清中残余HRP活性百分比(见实施例1)。所述聚集剂(生物素酰化肽)的存在显然从可溶级分中除去了所述酶。

发明目的和详细描述

在本发明中，我们开发了通过使用非天然发生的分子下调蛋白质的生物学功能的方法，所述分子包含能结合所述蛋白质的区域及至少一个β-聚集序列。在与靶蛋白质接触时，所述非天然发生的分子与所述靶蛋白质之间发生共聚集。所述聚集使得靶从其可溶环境中退出，导致所述可溶靶蛋白质的功能性敲低。“聚集”应理解为可以是指无定形或者纤维状(淀粉样或者交叉-β纤维状是相同含义术语)聚集。事实上，β-聚集区的种类决定靶蛋白质的无定形或纤维状聚集的诱导。