[发明专利]一种CAII的突变体及其应用

说明书

本发明公开了一种CAII的突变体及其应用，本发明通过对CAII缺陷综合征的患者进行外显子测序，发现在368位的核苷酸处存在一个突变，该突变的发现为CAII缺陷综合征的诊断以及CAII相关的疾病的诊断和药物的开发提供了新手段。

技术领域

本发明涉及生物医药领域，具体涉及一种CAII的突变体及其应用。

背景技术

碳酸酐酶(CA)是一类催化二氧化碳和水生成碳酸氢根和氢离子的可逆反应的锌酶。它广泛存在于动植物及微生物体中且在生物加工过程中起重要作用。由于碳酸酐酶的特性，它正被广泛应用于诸如生物检测、天然活性物质的筛选、生物传感器、CO₂捕集和生理诊断等领域。碳酸酐酶在各器官中有不同的功能：位于肺部红细胞内的HCO₃^-与H⁺结合生成H₂CO₃，碳酸酐酶I、碳酸酐酶II加快H₂CO₃分解成CO₂和H₂O的速率，CO₂通过扩散的方式进入血浆，为了补充消耗的HCO₃^-，血浆中的HCO₃^-进入红细胞。大量的CA存在于胃的壁细胞，它们可以介导合成和分解盐酸。近来研究发现，乳头肌收缩机械力下降与酶抑制剂密切相关，严重的话还会使得细胞内发生酸中毒。对碳酸酐酶结构和功能的深入理解使得研究者发现了其除催化CO₂的可逆水合反应的，其他功能：参与酯的水解反应、催化乙醛与其他醛的水合等。

CAII缺陷综合征是因为CAII基因发生突变，导致编码的CAII活性降低或者编码不完整的、失活的CAII引起的，其属于属于常染色体隐性遗传。患者常表现骨硬化(Osteopetrosis)、肾小管酸中毒(Renal Tubular Acidosis，RTA)和脑钙化(CerebralCalcification)。编码CAII的基因位于8号染色体，全长约20kb，7个外显子，CAII蛋白全长260个氨基酸。CAII是人体CA活性最高的一个，在多个器官、组织均有表达，也是人体内CA中研究最多的一个。

基因外显子区域突变与疾病的发生发展密切相关，其中，错义突变可直接引起氨基酸序列的改变，从而影响蛋白的结构及功能。而有越来越多的研究报道，不改变氨基酸序列的同义突变亦可成为疾病致病的危险因素，突变导致前体mRNA剪接异常是其主要的致病机制，据估计有90％的疾病相关同义突变可能影响剪接功能。同义突变的致病研究提示，错义或无义突变的致病机理不局限于蛋白水平单个氨基酸的变化，可能与前体mRNA剪接异常相关。基因外显子区域含有许多剪接增强子(exonic splicing enhancers，ESEs)及剪接沉默子(exonicsplicing silencers，ESSs)，可以增强或削弱前体mRNA的剪接功能。剪接增强子主要存在于外显子区域，因此发生编码区的突变一方面影响所编码的蛋白质如无义突变或错义突变，另一方面可能通过改变剪接调控序列而影响RNA剪接，产生更严重的后果。通过外显子测序发现与CAII功能相关的突变，对于研究CAII缺陷综合征或者与CAII相关的疾病具有重要的意义。

本发明基于临床研究，收集CAII缺陷综合征患者的样本进行外显子测序，发现CAII的4号外显子存在突变c.G368A(p.W123X)，并通过进一步实验证明，该突变与蛋白的功能相关，为疾病致病机制以及临床应用的研究提供分子基础。

发明内容

为了弥补现有技术的不足，本发明的目的在于，提供一种CAII的新突变及其应用。

本发明的第一方面提供了一种突变的CAII蛋白，其氨基酸序列如SEQ ID NO.1所示，具有p.W123X突变。

本发明的第二方面提供了本发明的第一方面述突变的CAII蛋白的核苷酸，所述核苷酸序列如SEQ ID NO.2所示，具有c.G368A突变。