[发明专利]遗传编码的噬菌体展示的环状肽文库及其制备方法

说明书

本公开的实施方式涉及选择与靶标结合的环状肽的方法，所述方法通过将带有多种核酸的噬菌体展示文库转化进细菌宿主细胞中来进行，其中所述核酸包括具有编码至少一个半胱氨酸和至少一个非经典氨基酸的组合区域的噬菌体衣壳蛋白基因。转化导致产生具有噬菌体衣壳蛋白的噬菌体颗粒，其中半胱氨酸和非经典氨基酸相互偶联以形成环状肽文库。然后针对所需的靶标筛选噬菌体颗粒以选择结合的环状肽。然后鉴定所选择的环状肽的氨基酸序列。其他实施方式涉及构建编码所述环状肽的噬菌体展示文库的方法。本公开的进一步实施方式涉及所生产的环状肽、噬菌体展示文库和噬菌体颗粒。

关于联邦资助研究的说明

本发明是在政府支持下由国家卫生研究院(National Institutes of Health)授予的基金号R01CA161158资助完成。政府对本发明拥有一定的权利。

背景技术

由于环状肽优于其线性对应物的改进的特性，人们认为环状肽具有作为治疗剂使用的潜在用途。为了鉴定作为治疗靶标的环状肽配体，从噬菌体展示肽文库进行选择，其中半胱氨酸通过二硫键或有机接头共价偶联，这已被广泛采用并取得巨大成功。然而，这种方法有很多技术缺陷，例如体内用途有限，以及噬菌体活力有限。本公开的各种实施方式解决了上述限制。

本发明的开发由韦尔奇基金会(the Welch Foundation)部分资助，资助号为A-1715。

发明内容

在一些实施方式中，本公开涉及选择与所需靶标结合的环状肽的方法。在一些实施方式中，本公开的方法包括将带有多种核酸的噬菌体展示文库转化进细菌宿主细胞中，其中所述核酸包括具有编码至少一个半胱氨酸和至少一个非经典氨基酸的组合区域的噬菌体衣壳蛋白基因。转化导致产生含有噬菌体衣壳蛋白的噬菌体颗粒，所述噬菌体衣壳蛋白具有相互偶联以形成环状肽的半胱氨酸和非经典氨基酸。

随后，针对所需靶标对噬菌体颗粒进行筛选，从而选择出具有与所需靶标结合的环状肽的噬菌体颗粒。然后鉴定所选择的噬菌体颗粒的环状肽的氨基酸序列。

本发明的其他实施方式涉及构建编码环状肽的噬菌体展示文库的方法。在一些实施方式中，这种方法包括提供原始噬菌体展示文库，该文库具有包含组合区域的噬菌体衣壳蛋白基因的核酸，并将表达至少一个半胱氨酸和至少一个非经典氨基酸的密码子引入组合区域。随后，产生的核酸可被转化进细菌宿主细胞中，以产生噬菌体颗粒，该噬菌体颗粒含有具有组合区域中偶联的半胱氨酸和非经典氨基酸的噬菌体衣壳蛋白。

本公开的其他实施方式涉及噬菌体展示文库，其编码噬菌体衣壳蛋白的组合区域中的环状肽，其中所述环状肽在组合区域包含至少一个半胱氨酸和至少一个非经典氨基酸，它们相互偶联以形成环状肽。

本公开的其他实施方式涉及包含环状肽的噬菌体颗粒。噬菌体颗粒包括具有组合区域的噬菌体衣壳蛋白质，所述组合区域含有至少一个半胱氨酸和至少一个非经典氨基酸，它们相互偶联以形成环状肽。

本公开的其他实施方式涉及包含相互偶联的至少一个半胱氨酸和至少一个非经典氨基酸的环状肽。在一些实施方式中，本公开的环状肽抑制酶，例如TEV蛋白酶或HDAC8。

附图说明

图1阐释了代表性的、已有的和提出的用于噬菌体展示肽的环化策略。图1A显示通过半胱氨酸之间的二硫键进行环化。图1B显示了通过半胱氨酸与有机接头的共价偶联环化。图1C显示了用于半胱氨酸偶联以产生单环状肽和双环状肽的代表性有机接头。图1D显示了提出的半胱氨酸和亲电的非经典氨基酸(ncAA)之间的邻近驱动的环化。图1E显示了基于琥珀抑制性连接表型ncAA与基因型TAG突变的途径。在大肠杆菌细胞中生产在其展示肽的编码区具有TAG突变的噬菌体，该大肠杆菌细胞中具有进化的氨酰基-tRNA合成酶和琥珀抑制性tRNA，用于指定ncAA的基因纳入。

图2提供了选择与所需靶标结合的环状肽(图2A)和构建编码环状肽的噬菌体展示文库(图2B)的方法的方案。