[发明专利]文昌鱼富含亮氨酸蛋白ALM基因及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及文昌鱼富含亮氨酸蛋白ALM基因及其编码的蛋白ALM，以及该蛋白在制备治疗感染性疾病药物中的应用。

背景技术

文昌鱼(Branchiostoma Japonicum)属于脊索动物门(Chordate)，头索动物亚门(Cephalochordate)，是脊椎动物“姐妹群”(Sister Group)头索动物亚门的代表动物，其形态与脊椎动物相似，具有脊椎动物的一些共同特征。大量数据表明，现存的文昌鱼虽然不是现代脊椎动物的直接祖先，但是它和脊椎动物的直接祖先相似，在从无脊椎动物到脊椎动物的进化过程中，具有非常重要的位置。文昌鱼独特的进化地位使其成为人们研究免疫学的一个重要对象，近年来的研究已经发现了不少具有重要意义的免疫基因。

作为蛋白质的一个重要组分，氨基酸的重复越来越引起人们的重视，尤其是真核生物的蛋白质。人们第一次认识那种重复结构是在富含亮氨酸的α2-糖蛋白中，因此被命名为富含亮氨酸的结构重复(Leucine-Rich repeat，LRR)。自那以后，人们陆续发现越来越多的具有不同功能的蛋白质也存在这种LRR结构。LRR通常由20-29个氨基酸且含有保守的11个氨基酸的基本序列所构成，这11个氨基酸的基本序列是L**L*L**N(C)*L(*可以是任何氨基酸，L的位置也可以为亮氨酸、缬氨酸、异亮氨酸和苯丙氨酸，N可以为天冬酰胺、丝氨酸、苏氨酸或半胱氨酸，C为丝氨酸和半胱氨酸)。除了这11个氨基酸外，其他的氨基酸表现屡可变。第一个LRRs的三维晶体结构是在核糖酶抑制剂中发现的，LRRs在整个蛋白中是一种结构单元，每一个单元由一个β链以一个环与α螺旋相接，这种结构使得所有链都螺旋围绕着公共轴旋转而呈现平行结构，从而最终形成了非球形的马蹄结构，该结构内部为平行的β折叠，外部则为螺旋结构。

LRR参与许多重要的生命活动，如激素-受体的的相互作用、酶的抑制、细胞粘附和细胞内的交通。近来研究也证实LRR蛋白参与早期哺乳动物的发育、神经的发育、细胞的极化、基因表达的调节和细胞凋亡。研究还显示：LRR结构域对细胞骨架的形态和运动起着十分重要的作用。在以上所有的功能中，LRR结构域都可能是通过介导细胞与细胞间的相互作用来实现。除了提供细胞与细胞间的相互作用外，这种重复结构还有利于快速产生新的突变，如植物的抗病和细菌的毒力，因为其进化非常快。研究显示，一系列的人类疾病与编码含LRR的蛋白的基因突变有关。这种突变至今报道的主要有两种类型：典型的和核糖酶抑制剂型。这些突变很可能影响其与配体亲和性的改变或不同蛋白的其他结构域的相互作用，有时还可能引起功能的丧失，这些规律对引导我们进行药物设计和治疗疾病具有重要的参考价值。

植物基因组水平上存在的大量抗病基因(Resistance Gene，R基因)可使之在生长发育过程中抵抗病原微生物的侵染。R基因同病原微生物的致病基因存在着基因对基因(Gene for Gene)的遗传学关系。目前已从11种植物中克隆了30余个R基因，这些基因绝大多数编码了植物信号传导途径的相关蛋白。在上述克隆的R基因中，至少有25个属于带有富含亮氨酸的重复序列和核苷酸结合位点(LRR-NBS)的基因家族。LRR-NBS类抗病基因作为植物抗病基因中分布最广和数量最大的一个基因家族，其作用日益受到人们关注。拟南芥测序计划完成后，分析它的基因组，发现其中有近200个NBS-LRR类抗病基因。研究表明，LRR结构域与直接或间接的病原相互识别有关。有证据支持单一的LRR的氨基酸空间结构可以参与蛋白质识别。