[发明专利]一种蛋白-蛋白相互作用调节剂及应用和评价方法

说明书

本发明提供了一种蛋白‑蛋白相互作用调节剂及应用和评价方法，将靶向p53‑MDM2肽调节剂(称作CPAP)进行同源二聚体连接，CPAP同源二聚化可以将其亲和力提高两个数量级；本发明通过综合分析结合焓的变化以及平移熵和旋转熵的损失，建立了一种全新的统计力学理论指导的方法来量化不同拓扑结构配体的亲和力；本发明借助亲金相互作用驱动的自组装策略能够克服细胞内化和肿瘤积聚的药理学障碍，更有效的抑制肿瘤生长，同时保持良好的安全性。

技术领域

本发明属于医学领域，具体涉及一种蛋白-蛋白相互作用(PPI)调节剂技术领域。

背景技术

蛋白质作为生命的基本组成部分，主要通过人类蛋白相互作用组中的65万种蛋白质-蛋白质相互作用位点(PPI)来发挥调控作用。新兴的PPI调节剂具有令人兴奋的能力，可作为特定的探针调节复杂的生物信号，并具有巨大的治疗潜力，以纠正各种人类疾病中异常的PPI，包括但不限于：癌症、感染性疾病和神经退行性疾病。与传统的酶和受体靶点相比，PPI靶点总是亲和力较低，因为蛋白质表面十分平坦且不连续，缺乏分散的结合口袋。为了解决这个问题，抗体分子被用于靶向细胞外PPI，其中一些已被批准临床应用，例如用于阻断PD-1/PD-L1相互作用的Nivolumab和用于干扰CTLA-4/B7相互作用的Ipilimumab。然而，由于细胞内还原环境会导致拓扑结构的丧失，从而使得抗体在细胞内不起作用。

另外，现有技术中一般尝试通过原子分子动力学(MD)模拟来计算亲和力的贡献，然而，传统的MD方法无法满足区分拓扑的需求。

发明内容

针对上述现有技术中存在的技术问题之一，本发明提供了一种蛋白-蛋白相互作用调节剂、应用和评价方法，将靶向p53-MDM2肽调节剂(称作CPAP)进行同源二聚体连接，通过综合分析结合焓的变化以及平移熵和旋转熵的损失，建立了一种全新的统计力学理论指导的方法来量化不同拓扑结构配体的亲和力，得出CPAP同源二聚化可以将其亲和力提高两个数量级；同时借助亲金相互作用驱动的自组装策略，将^DimerCPAP和^MonoCPAP被纳米工程化成金(Ⅰ)-CPAP超分子，进一步克服了细胞内化和肿瘤积聚的药理学障碍。

一方面，本发明提供了一种蛋白-蛋白相互作用调节剂，所述调节剂为同源二聚体。

进一步的，所述调节剂为经过同源二聚体连接的靶向p53-MDM2肽调节剂。

本发明中，所述调节剂采用Au(I)-肽硫醇前体之间的亲金性驱动自组装。

优选的，所述p53-MDM2的多肽调节剂被用来通过一个由6-氨基己酸和两个PEG组成的连接剂进行同源二聚化。

另外一方面本发明提供了一种蛋白-蛋白相互作用调节剂在癌症、感染性疾病、神经退行性疾病治疗药物方面的应用。

第三方面，本发明提供了一种不同拓扑配体的亲和力评价方法，所述方法通过综合分析结合焓的变化以及平移熵和旋转熵的损失来量化不同拓扑结构配体的亲和力。

本发明中所述受体-配体键解离常数的表达式如下

其中V是溶液的体积，ΔG表示结合时的自由能差，kB是玻尔兹曼常数，T是温度；解离常数与受体或配体的旋转相空间体积成正比。对于相同的受体和配体，单体和二聚体的结合焓U_b和结合平移体积V_b不会改变，这导致它们的平移熵ΔS_trans损失也相同。因此，和之间的差异由旋转熵ΔS_rot的损失决定，其中旋转熵与旋转相空间体积有关。由于相同蛋白质的旋转相空间体积不会发生变化，因此由其他三个旋转相空间体积(Ω_R,Ω_L,和Ω_RL)确定。