[发明专利]一种基质金属蛋白酶8突变体MMP8-P326V及其编码基因和应用

说明书

本发明公开一种基质金属蛋白酶8突变体MMP8‑P326V及其编码基因和应用。本发明公开了基质金属蛋白酶8突变体MMP8‑P326V，是将如SEQ ID NO.1所示的野生型基质金属蛋白酶8(MMP8)第326位的Pro突变为Val。本发明进一步公开了上述基质金属蛋白酶8突变体MMP8‑P326V在皮肤伤口愈合上的应用。本发明获得的基质金属蛋白酶8突变体MMP8‑P326V，与野生型MMP8相比，其抗炎、消肿、皮肤修复效果更好；能改善微循环；很大程度上缓解了野生型MMP8所致的色素沉着、胶原纤维沉积、疤痕产生的副作用；具有巨大的应用价值。本发明所保护的突变体促使伤口愈合较MMP8更强，并且能够抑制MMP8引起的胶原纤维过度沉积和过度炎症等皮肤愈合负性事件，为提高人类皮肤伤口愈合能力的相关研究提供新的方向和思路。

技术领域

本发明涉及分子生物学技术领域。更具体地，涉及一种基质金属蛋白酶8突变体MMP8-P326V及其编码基因和应用。

背景技术

基质金属蛋白酶(MMPs)属于ECM水解酶类中一类高度保守的内源性蛋白酶，活性十分依赖Ca²⁺和含有的Zn²⁺，这类蛋白酶的活性中心通过结合金属离子，与周围的水分子形成一个复合体共同发挥作用，催化并且水解蛋白。MMPs是以无酶活力的MMP酶原形式产生且分泌出胞外，参与生物体的生理生化过程。

MMP8属于MMPs家族一员，具有降解细胞外基质的能力，其在创伤愈合中扮演了重要角色。MMP8能够促进金属蛋白酶域蛋白10(ADAM10)的成熟，继而增加血管壁干细胞上E-钙粘蛋白(E-cadherin)氮端的脱落，形成可溶性E-钙粘蛋白，促进血管新生；MMP8也可通过降解胶原纤维，加快细胞外基质的重塑^[1]，提高细胞迁移能力^[2]，促进皮肤伤口组织的再生。MMP8添加具有加速糖尿病伤口愈合的功效。然而，MMP8过度累积可导致胶原蛋白的合成过度^[3]向纤维化进展^[4]，甚至会造成瘢痕疙瘩；还会导致降解胶原蛋白Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ异常，伤口愈合延迟^[5]甚至引发溃疡形成。

MMP8蛋白的一级结构元件，包括信号肽、前肽结构域、催化区域、铰链区结构域和类血红素结构域。这些结构域的功能因结构和序列不同，所发挥的功能也不尽相同，有时会形成空间复合物共同发挥作用。MMP8的C端存在一个类血红素结构域，其决定了底物特异性的结合方式，是降解具有三螺旋结构的胶原蛋白时的重要结构，能够特异性地识别内源性抑制剂的结合区域，进而发挥重要的功能。MMP8的第326位点处于该蛋白的类血红素样结构域内，其通过柔性铰链区域与催化结构域血红素样C端相连，对定位、蛋白质-蛋白质相互作用和底物特异性很重要，而且该位点恰为MMP8与金属蛋白酶组织抑制剂(TIMPs)相互作用的关键位点^[6]。该位点在具有异常强大创伤愈合能力的海豚中发生了特异的突变(Pro→Val，P326V)，经预测P326V突变可能不仅影响MMP8功能，还可导致其蛋白质结构的改变。因此，经定点突变得到一种新的基质金属蛋白酶8突变体在改善皮肤伤口愈合方面可能具有重要意义。

参考文献：

[1]Lurier EB,Dalton D,Dampier W,et al.Transcriptome analysis of IL-10-stimulated(M2c)macrophagesbynext-generation sequencing[J].Immunobiology,2017,222(7):847-856.

[2]Xiao Q,Zhang F,Grassia G,et al.Matrix metalloproteinase-8promotesvascular smooth muscle cell proliferation and neointima formation[J].Arterioscler Thromb Vasc Biol,2014,34(1):90-98.