[发明专利]α-芋螺毒素肽LvIA/LvD21、其药物组合物及用途

说明书

技术领域

本发明属于生物化学和分子生物学领域，涉及一种新的α-芋螺毒素肽LvIA/LvD21、其药物组合物、其制备方法及用途。本发明还涉及所述芋螺毒素肽的前肽、其核酸构建体、其表达载体和转化的细胞、以及其融合蛋白。本发明还涉及一种阻断乙酰胆碱受体的方法、以及所述芋螺毒素肽的制药用途。

背景技术

生活在热带海洋中的肉食性软体动物芋螺（Conus）分泌的芋螺毒素或芋螺肽（Conotoxin，Conopeptide，CTX），具有调节各种离子通道的特殊功能，在临床上已显示出了重要价值。芋螺毒素通常含有10－46个氨基酸，富含二硫键，生物活性强，能特异地作用于动物细胞膜上的受体和离子通道。尤其是对电压门控或配体门控离子通道（包括少数G-蛋白相关受体等）具有较高的选择性。芋螺毒素按其前体蛋白的内质网信号肽序列的相似性，以及半胱氨酸模式，分为不同的基因家族，至今，所有已知的芋螺毒素可分为18个超家族，分别为A、C、D、S、M、I1、I2、I3、J、L、O1、O2、O3、P、T、V、Y、K（Kaas Q,Yu R,Jin AH,Dutertre S and Craik DJ.ConoServer:updated content,knowledge,and discovery tools in the conopeptide database.Nucleic Acids Research(2012)[Ahead of print];Ye M,Khoo KK,Xu S,Zhou M,Boonyalai N,Perugini MA,Shao X,Chi C,Galea CA,Wang C & Norton RS(2012)A helical conotoxin from Conus imperialis has a novel cysteine framework and defines a new superfamily.Journal of Biological Chemistry 287,14973-14983）。芋螺毒素按其受体靶位可分为α、ω、μ、δ等多种药理学家族。每个超家族根据受体靶类型，又可分为α、αA、κA（A-超家族），ω、δ、κ、μO（O-超家族），μ、ψ、ΚM（M-超家族）等家族（亚型）。

其中，α-芋螺毒素是目前发现的选择性最好的烟碱乙酰胆碱受体(nAChRs)亚型特异阻断剂。因此，α-芋螺毒素及其作用靶点nAChRs在多种疾病机理的研究，以及药物研发方面具有极其重要的价值。α-芋螺毒素是人们最早发现的一类芋螺毒素，通常分子质量较小，一般由12－19个氨基酸残基组成，富含二硫键。α-芋螺毒素种类繁多，活性多样，结构变化复杂。通过其高度保守的信号肽序列、药理学活性及半胱氨酸模式可对α-芋螺毒素进行分类。α-芋螺毒素的半胱氨酸模式为CC-C-C，其中天然肽的二硫键连接方式为C1-C3与C2-C4，称为球形异构体（globular isomer），二硫键间形成2个loop环。含有4个半胱氨酸的α-芋螺毒素线性肽氧化折叠后往往产生3种异构体，除了C1-C3与C2-C4间的天然肽二硫键连接方式（球形异构体）外，另外两种异构体分别是带状异构体（ribbon isomer）与珠子状异构体（bead isomer）。带状异构体的二硫键连接方式为C1-C4与C2-C3；珠子状异构体的二硫键连接方式为C1-C2与C3-C4。球形异构体具有完全的生物活性，带状异构体有时通过不同的作用机制也发挥生物活性，珠子状异构体活性往往减小。二硫键间形成2个loop环，根据二三及三四半胱氨酸间氨基酸数量不同又可把α-芋螺毒素分为α3/5，α4/7，α4/6，α4/4和α4/3等多种亚家族，每个loop的特征和残基组成的不同是毒素作用于不同受体亚型的基础（Ulens C,Hogg RC,Celie PH,et al.Structural determinants of selective alpha-conotoxin binding to a nicotinic acetylcholine receptor homolog AChBP[J].Proc Natl Acad Sci USA 2006;103:3615–20；McIntosh,J.M.;Santos,A.D.;Olivera,B.M.,Conus peptides targeted to specific nicotinic acetylcholine receptor subtypes.Annual review of biochemistry 1999,68,59-88；Terlau,H.;Olivera,B.M.,Conus venoms:a rich source of novel ion channel-targeted peptides.Physiological reviews 2004,84(1),41-68.Gehrmann J,Alewood PF,Craik DJ.Structure determination of the three disulfide bond isomers  of alpha-conotoxin GI:a model for the role of disulfide bonds in structural stability.J Mol Biol.1998,278(2):401-15;Grishin AA,Wang CI,Muttenthaler M,Alewood PF,Lewis RJ,Adams DJ.Alpha-conotoxin AuIB isomers exhibit distinct inhibitory mechanisms and differential sensitivity to stoichiometry of alpha3beta4 nicotinic acetylcholine receptors.J Biol Chem.2010,285(29):22254-63）。