[发明专利]一种新型穿膜肽及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及生物技术领域，更具体地，涉及一种新型穿膜肽及其应用。

背景技术

随着生物工程学，基因组学，生物和有机化学的发展，各种类型的新型药物分子，如：短肽(peptides)，单克隆抗体蛋白(monoclonal antibodies)，反义寡核苷酸(antisenseoligonucleotides)，核酶(ribozymes)，催化DNA(catalytic DNA)等纷纷被开发出来。这些具有极大生物学和医学意义的分子(当然也包括传统的质粒和融合蛋白)往往由于其过大的分子量和本身的亲水性质，限制了他们的在体应用。由于生物膜系统的阻碍，这些分子很难进入到靶向器官和组织的细胞中去发挥作用。针对这些问题，不同的技术被开发出来，他们都有各自的优缺点。

也有人采用物理透膜方式如电穿孔、微管注射、穿孔蛋白法等。这些方式虽然各有优势，但是也存在一些缺点：导入率低、对细胞刺激大甚至可能导致细胞死亡、靶向性不强。因此很多研究者致力于寻求更具高效的透膜方式。

20世纪中期人们开始认识到的一类具特殊功能的多肽分子,这些肽能够穿透细胞膜进入细胞内,而且多种运载物分子(如蛋白、多肽、核苷酸)也可以与这些肽连接并易位进入细胞内。这些肽载体构成一种新的很有潜力的物质运输载体,即细胞穿膜肽(cell penetrating peptides,CPP)。它是一大类由30个以下氨基酸残基组成的短肽。这种多肽介导的生物活性分子透膜技术，在许多方面优于常用的透膜方式。另外在合成上多肽具有高产率，对细胞毒性低，而且肽骨架能够进行不同的修饰，这样的多肽在未来的给药平台具有很大潜在的利用价值。

细胞穿膜肽均为带有正电荷的长短不等的多肽片段，富含精氨酸、赖氨酸等碱性氨基酸残基，具有正电性或者两亲性。穿膜肽不仅可以转导多肽和蛋白质,也可以将与穿膜肽偶联的小分子有机化合物、寡核苷酸、DNA、噬菌体、脂质体、纳米级的铁珠等多种不同大小的其他物质导人细胞，并且大部分多肽和蛋白导入后依然保持其生物活性。但是穿膜肽应用依然存在一些问题：

1）细胞毒性：穿膜肽富含精氨酸、赖氨酸等碱性氨基酸残基，带正电荷，容易引起细胞毒性。

2）免疫原性：随着肽链的增长，免疫原性也随之增加。大部分的穿膜肽都在10-30个氨基酸残基之间，对身体造成免疫反应的可能性大。

3）穿膜效率：大部分穿膜肽具有长的肽链，主要通过内吞作用介导载物进入细胞膜，其穿膜效率受pH、离子浓度等影响。

4）穿膜后载物活性：大部分的穿膜肽通过共价键与载物连接，进入细胞膜后无法分离，影响载物进入细胞后的活性。

因此，本领域中需要细胞毒性低、免疫原性小、穿膜效率高并且对穿膜后载物活性影响较小的穿膜肽。

发明内容

本发明的目的在于提供一种含有6-9个氨基酸残的穿膜肽及其应用。

在第一方面，本发明提供了一种穿膜肽，其特征在于，所述穿膜肽具有如下结构特征，其序列如下：

NH₂-X-Y-COOH

其中，X由n个精氨酸残基（Arg）和/或赖氨酸(Lys)残基组成，Y由m个色氨酸（Trp）残基和/或组氨酸（His）残基组成，且4≤n≤6，2≤m≤4，6≤m+n≤9。

本发明的穿膜肽中，X可以由n个精氨酸残基组成，优选地可以由5个精氨酸残基组成。

本发明的穿膜肽中，Y可以由m个色氨酸残基组成，优选地可以由3个色氨酸残基组成。

根据本发明的穿膜肽的序列可以为SEQ ID NO：1-20：