FGF21变体、融合蛋白及其应用制造技术

本申请涉及一种FGF21变体，进一步涉及FGF21变体融合蛋白、蛋白质多聚体及其应用。本申请所述的FGF21变体、融合蛋白及蛋白质多聚体能够显著提高与靶标的结合力，并能够用于治疗代谢性疾病。

Fibroblast Growth Factor 21 Variant, Fusion Protein and Its Application

【技术实现步骤摘要】
FGF21变体、融合蛋白及其应用
本申请涉及成纤维细胞生长因子21(fibroblastgrowthfactor21，FGF21)变体、包含其的融合蛋白和/或蛋白质多聚体，可用于治疗代谢性疾病。
技术介绍
目前，治疗糖尿病的药物主要包括三大类：口服小分子药物、胰岛素和GLP-1受体激动剂类药物。小分子药物长期服用副作用明显，且对糖尿病后期的血糖控制不理想。胰岛素需要每天多次(至少一次)注射，且由于个体剂量差异易引发低血糖。单一的GLP-1受体激动剂不属于一线用药，对糖尿病代谢异常导致的心血管等并发症疗效有限。胰高血糖素样肽-1(Glucagonlikepeptide-1，GLP-1)是一种由小肠L细胞分泌的肠促胰素，其可以刺激胰岛β细胞分泌胰岛素，从而维持病患体内胰岛素的平衡。天然GLP-1仅能在体外保持2分钟活性，并不适合作为药物。在过去的几年中，礼来、诺和诺德、GSK等公司竞相改造该蛋白，以期获得长效GLP-1类降糖药物。二型糖尿病有外周胰岛素抵抗、胰岛β细胞的血糖依赖性胰岛素分泌受损两个主要特征。代谢紊乱往往由多种复杂因素导致，因此针对多重代谢通路的治疗将更具潜力。FGF21属于FGF家族(fibroblastgrowthfactors，FGFs)成员之一，自1976年发现了第一个FGF(FGF1或aFGF)以来，人体内共发现该家族22个成员。FGFs的生物学功能十分多样化，到目前为止，研究发现，FGFs参与调节包括细胞分化、增殖和代谢等一系列生理活动。FGF21基因最早由Nishimura等克隆出来。直到2005年，FGF21作为一个新的代谢调节因子的报道才首次揭示了它的生物学活性，后续研究发现，FGF21作为一种主要由肝脏分泌的因子参与了重要的代谢调控。近年来，人们发现FGF21具有很好的血糖调节功能。FGF21可以促进脂肪细胞对葡萄糖的吸收，增强胰岛素敏感性，同时与胰岛素相比，FGF21不会引起低血糖等副作用，更能有效保护β胰岛细胞，促进胰岛β细胞的再生与修复，而且由于没有促分裂活性，也不会导致潜在的肿瘤风险，这使得FGF21作为潜在的治疗2型糖尿病非胰岛素类药物有着巨大潜力。另一方面，和通过胰岛素间接作用的GLP类降糖药物不同，FGF21本身也能刺激GLUT1受体，促进葡萄糖向细胞内的转运，因此其本身也有希望成为治疗1型糖尿病的药物。除了针对糖尿病，FGF21也有很好的降脂作用，可以提高脂质的氧化，调节脂质的分解及酮体生成，从而改善机体脂质紊乱，是一个很有潜力的降脂药。体重升高及血脂导致的心血管疾病也是糖尿病人的一个重要并发症，FGF21在控制血糖的同时，能够很好的调节体脂紊乱，有效防止糖尿病并发症的发生，亦有单独作为一款降脂药、针对非酒精性脂肪肝等疾病成药的潜力。然而，FGF21在成药性方面也面临着巨大的挑战。这一方面是由于FGF21的半衰期很短，在小鼠模型中其半衰期仅为一小时左右(Xuetal.，2009)。其原因是FGF21在体内会被蛋白酶迅速降解，同时其在体外形成聚集物的倾向也会导致免疫原性，不利于半衰期的延长。另一方面，FGF21在体内的生物学活性也有限，降糖能力和降脂能力都不足以强大到使其单独成为一款可用的药物，这些因素使得目前为止还未有基于FGF21的抗代谢疾病药物面世。为了增强其在降糖、降脂等方面的生物学活性，需要对FGF21进行改造，增强其与靶蛋白的相互作用，以增强其体内效果。目前为止，尚未发现可直接增强FGF21与靶蛋白相互作用、并直接增强其体内生物学活性的改造方式。
技术实现思路
一方面，本申请提供了一种FGF21变体，其氨基酸序列与SEQIDNO：1所示的氨基酸序列相比包括一个或多个氨基酸取代，所述一个或多个氨基酸取代包括第167位处的氨基酸取代。在某些实施方式中，所述第167位处的氨基酸取代为S167H。在某些实施方式中，所述一个或多个氨基酸取代还包括选自下述的一个或多个位置处的氨基酸取代：第98位、第171位、第175位、第113位、第114位和第135位。在某些实施方式中，所述一个或多个氨基酸取代包括氨基酸取代L98R。在某些实施方式中，所述一个或多个氨基酸取代包括氨基酸取代P171A或P171G。在某些实施方式中，所述一个或多个氨基酸取代包括氨基酸取代R175L、R175P或R175H。在某些实施方式中，所述一个或多个氨基酸取代包括氨基酸取代G113R。在某些实施方式中，所述一个或多个氨基酸取代包括氨基酸取代L114Q。在某些实施方式中，所述一个或多个氨基酸取代包括氨基酸取代R135C。在某些实施方式中，所述一个或多个氨基酸取代包含下述任一组所示氨基酸位置处的氨基酸取代：a)L98、S167和P171；b)L98、S167、P171和R175；以及，c)L98、G113、L114、R135、S167、P171和R175。在某些实施方式中，其包含下述任一项所示的氨基酸序列：SEQIDNO：3-4和SEQIDNO：34-37。另一方面，本申请提供了一种融合蛋白，其包含本申请所述的FGF21变体。在某些实施方式中，所述融合蛋白还包含IgG恒定区结构域或其片段。在某些实施方式中，所述IgG恒定区结构域或其片段包括IgG4Fc结构域。在某些实施方式中，所述IgG4Fc结构域包含下述任一项所示的氨基酸序列：SEQIDNO：5-6。在某些实施方式中，所述FGF21变体的N端与所述IgG恒定区结构域或其片段的C端直接或间接相连。在某些实施方式中，所述FGF21变体的N端通过第一接头与所述IgG恒定区结构域或其片段的C端相连。在某些实施方式中，所述第一接头包含下述任一项所示的氨基酸序列：SEQIDNO：7-8。在某些实施方式中，所述融合蛋白包含下述任一项所示的氨基酸序列：SEQIDNO：9-14和SEQIDNO：26-27。在某些实施方式中，所述融合蛋白包含GLP-1受体激动剂部分。在某些实施方式中，所述GLP-1受体激动剂部分包含GLP-1类似物。在某些实施方式中，所述GLP-1受体激动剂部分包含下述任一项所示的氨基酸序列：SEQIDNO：15和SEQIDNO：28。在某些实施方式中，所述融合蛋白包含所述IgG恒定区结构域或其片段以及所述GLP-1受体激动剂部分，并且所述GLP-1受体激动剂部分的C端与所述IgG恒定区结构域或其片段的N端直接或间接相连。在某些实施方式中，所述GLP-1受体激动剂部分的C端通过第二接头与所述IgG恒定区结构域或其片段的N端相连。在某些实施方式中，所述第二接头包含下述任一项所示的氨基酸序列：SEQIDNO：7-8。在某些实施方式中，包含所述IgG恒定区结构域或其片段、所述GLP-1受体激动剂部分以及所述FGF21变体，并且所述FGF21变体的N端与所述IgG恒定区结构域或其片段的C端直接或间接相连。在某些实施方式中，所述GLP-1受体激动剂部分的C端通过所述第二接头与所述IgG恒定区结构域或其片段的N端相连，且所述FGF21变体的N端通过所述第一接头与所述IgG恒定区结构域或其片段的C端相连。在某些实施方式中，所述融合蛋白包含下述任一项所示的氨基酸序列：SEQIDNO：16-18。另一方面，本申请提供了一种蛋白质多聚体，其由两个以上本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.FGF21变体，其氨基酸序列与SEQ ID NO：1所示的氨基酸序列相比包括一个或多个氨基酸取代，所述一个或多个氨基酸取代包括第167位处的氨基酸取代，其中所述第167位处的氨基酸取代为S167H。

【技术特征摘要】
2018.02.08 CN 20181012958931.FGF21变体，其氨基酸序列与SEQIDNO：1所示的氨基酸序列相比包括一个或多个氨基酸取代，所述一个或多个氨基酸取代包括第167位处的氨基酸取代，其中所述第167位处的氨基酸取代为S167H。2.根据权利要求1所述的FGF21变体，其中所述一个或多个氨基酸取代还包括在选自下述的一个或多个位置处的氨基酸取代：第98位、第171位、第175位、第113位、第114位和第135位。3.根据权利要求1-2中任一项的FGF21变体，其中所述一个或多个氨基酸取代还包括选自下述的一个或多个氨基酸取代：L98R；P171A或P171G；R175L、R175P或R175H；G113R；L114Q和R135C。4.根据权利要求1-3中任一项所述的FGF21变体，其中所述一个或多个氨基酸取代包含下述任一组所示氨基酸位置处的氨基酸取代：a)L98、S167和P171；b)L98、S167、P171和R175；以及，c)L98、G113、L114、R135、S167、P171和R175。5.根据权利要求1-4中任一项所述的FGF21变体，其包含下述任一项所示的氨基酸序列：SEQIDNO：3-4和SEQIDNO：34-37。6.融合蛋白，其包含权利要求1-5中任一项所述的FGF21变体。7.根据权利要求6所述的融合蛋白，其还包含IgG恒定区结构域或其片段。8.根据权利要求7所述的融合蛋白，其中所述IgG恒定区结构域包含下述任一项所示的氨基酸序列：SEQIDNO：5-6。9.根据权利要求7-8任一项所述的融合蛋白，其中所述FGF21变体的N端与所述IgG恒定区结构域或其片段的C端直接或间接相连。10.根据权利要求6-9中任一项所述的融合蛋白，其包含下述任一项所示的氨基酸序列：SEQIDNO：9-14和SEQIDNO：26-27。11.根据权利要求6-10中任一项所述的融合蛋白，其还包含GLP-1受体激动剂部分。12.根据权利要求11...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈超，林树珊，李玉，陈小锋，李文佳，刘亮，付正，
申请(专利权)人：广东东阳光药业有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44