水溶性膜蛋白及其制备和使用方法技术

本发明专利技术涉及水溶性膜蛋白、其制备方法及其使用方法。

Water soluble membrane protein and preparation and use method thereof

The invention relates to a water-soluble membrane protein, a preparation method and a usage method thereof.

【技术实现步骤摘要】
水溶性膜蛋白及其制备和使用方法本申请为申请日是2012年2月23日、申请号是201280009690.6(PCT/US2012/026353)、专利技术名称为“水溶性膜蛋白及其制备和使用方法”的中国申请的分案申请。相关申请本申请要求提交于2011年2月23日的美国临时专利申请号61/445,740的权益。上述申请的全部教导通过引用并入本文。专利技术背景膜蛋白在所有生命系统中起着重要作用。几乎所有测序的基因组中大约～30％的所有基因编码膜蛋白。然而，我们对于它们的结构和功能的详细了解远远落后于可溶性蛋白。截止2012年2月，在蛋白质数据库(http://www.rcsb.org/pdb/home/home.do)中有超过79,500种结构，然而，存在具有包括8G-蛋白偶联受体在内的320种独特结构的952种膜蛋白结构。虽然在人体中存在约400个功能性嗅觉受体，但没有一个嗅觉受体得到确定。在阐明嗅觉受体的结构和功能及它们的识别和气味结合性质中有若干瓶颈，虽然它们受到很大的关注。最关键和具有挑战性的任务是制备毫克量的可溶性和稳定性受体为极其困难的。廉价的大规模生产方法为迫切需要的，并因此已经成为广泛研究的焦点。一旦克服这些初步的障碍，才可能进行详细的结构研究。因此，本领域需要改进的方法研究G蛋白偶联受体，包括嗅觉受体。
技术实现思路
本专利技术涉及水溶性膜肽、包含所述肽的组合物、其制备方法及其使用方法。本专利技术涵盖包含修饰性α-螺旋结构域的水溶性多肽，其中所述修饰性α-螺旋结构域包含氨基酸序列，其中天然膜蛋白的α-螺旋结构域内的一个或多个疏水性氨基酸残基被一个或多个亲水性氨基酸残基替换。本专利技术还涵盖制备水溶性多肽的方法，其包括用一个或多个亲水性氨基酸残基替换天然膜蛋白的α-螺旋结构域内的一个或多个疏水性氨基酸残基。本专利技术另外涵盖通过用一个或多个亲水性氨基酸残基替换天然膜蛋白的α-螺旋结构域内的一个或多个疏水性氨基酸残基制备的多肽。本专利技术进一步涵盖治疗有需要的受试者中由膜蛋白活性介导的病症或疾病的方法，其包括向所述受试者施用有效量的包含修饰性α-螺旋结构域的水溶性多肽，其中所述修饰性α-螺旋结构域包含一种氨基酸序列，其中膜蛋白的α-螺旋结构域内的一个或多个疏水性氨基酸残基被一个或多个亲水性氨基酸残基替换。在某些方面，水溶性多肽保留膜蛋白的配体结合活性。可通过施用本专利技术的水溶性多肽而治疗的病症和疾病的实例包括但不限于，癌症(诸如，小细胞肺癌、黑色素瘤、三阴性乳腺癌)、帕金森病、心血管疾病、高血压和支气管哮喘。本专利技术还涵盖包含本专利技术水溶性多肽和药学上可接受的载体或稀释剂的药物组合物。在一些方面，α-螺旋结构域为7次跨膜α-螺旋结构域。在另一实施方案中，天然膜蛋白为G-蛋白偶联受体(GPCR)。在本实施方案的一些方面，GPCR选自嘌呤受体(P2Y1、P2Y2、P2Y4、P2Y6)、M1和M3毒蕈碱乙酰胆碱受体、针对凝血酶[蛋白酶激活受体(PAR)-1,PAR-2]的受体、血栓素(TXA2)、鞘氨醇1-磷酸(S1P2、S1P3、S1P4和S1P5)、溶血磷脂酸(LPA1、LPA2、LPA3)、血管紧张素II(AT1)、5-羟色胺(5-HT2c和5-HT4)、生长抑素(sst5)、内皮素(ETA和ETB)、胆囊收缩素(CCK1)、V1a加压素受体、D5多巴胺受体、fMLP甲酰肽受体、GAL2甘丙肽受体、EP3前列腺素受体、A1腺苷受体、α1肾上腺素能受体、BB2蛙皮素受体、B2缓激肽受体、钙敏感受体、趋化因子受体、KSHV-ORF74趋化因子受体、NK1速激肽受体、促甲状腺激素(TSH)受体、蛋白酶激活受体、神经肽受体、腺苷A2B受体、P2Y嘌呤受体、代谢谷氨酸受体、GRK5、GPCR-30和CXCR4。在又一另外的实施方案中，天然膜蛋白或膜蛋白为整合膜蛋白。另一方面，天然膜蛋白为哺乳动物蛋白。在又一个方面，天然膜蛋白为嗅觉受体。在另外的实施方案中，嗅觉受体为mOR103-15。在一些方面，亲水性残基(其替换天然膜蛋白的α-螺旋结构域中的一个或多个疏水性残基)选自谷氨酰胺(Q)、苏氨酸(T)，酪氨酸(Y)及其任意组合。在另外的方面，选自亮氨酸(L)、异亮氨酸(I)、缬氨酸(V)和苯丙氨酸(F)的一个或多个疏水性残基被替换。在某些实施方案中，蛋白的α-螺旋结构域中的一个或多个苯丙氨酸残基被酪氨酸替换。在某些另外的实施方案中，蛋白的α-螺旋结构域中的一个或多个异亮氨酸和/或缬氨酸残基被苏氨酸替换。在又一另外的方面，蛋白的α-螺旋结构域中的一个或多个苯丙氨酸残基被酪氨酸替换，且蛋白的α-螺旋结构域的一个或多个异亮氨酸和/或缬氨酸残基被替换为苏氨酸。在另外的实施方案中，蛋白的α-螺旋结构域中一个或多个亮氨酸残基被谷氨酰胺替换。在又一另外的实施方案中，蛋白的α-螺旋结构域中的一个或多个亮氨酸残基被谷氨酰胺替换，且蛋白的一个或多个异亮氨酸和/或缬氨酸残基被苏氨酸替换。在其它实施方案中，蛋白的α-螺旋结构域的一个或多个亮氨酸残基被谷氨酰胺替换，且蛋白的α-螺旋结构域的一个或多个苯丙氨酸残基被酪氨酸替换。在又一另外的方面，蛋白的α-螺旋结构域中的一个或多个亮氨酸残基被谷氨酰胺替换，蛋白的α-螺旋结构域的一个或多个苯丙氨酸残基被络氨酸替换，且蛋白的α-螺旋结构域的一个或多个异亮氨酸和/或缬氨酸残基被苏氨酸替换。在另外的实施方案中，水溶性多肽保留了至少一些天然膜蛋白的生物学活性。在本实施方案的一个方面，水溶性多肽保留了结合配体的能力，所述配体通常结合于天然膜蛋白。在另一实施方案中，天然膜蛋白的潜在配体结合位点内的一个或多个氨基酸不被替换。在本实施方案的一个方面，一个或多个氨基酸不被潜在配体结合位点替换的天然膜蛋白的实例为嘌呤受体(P2Y1、P2Y2、P2Y4、P2Y6)、M1和M3毒蕈碱乙酰胆碱受体、针对凝血酶[蛋白酶激活受体(PAR)-1,PAR-2]的受体、血栓素(TXA2)、鞘氨醇1-磷酸(S1P2、S1P3、S1P4和S1P5)、溶血磷脂酸(LPA1、LPA2、LPA3)、血管紧张素II(AT1)、5-羟色胺(5-HT2c和5-HT4)、生长抑素(sst5)、内皮素(ETA和ETB)、胆囊收缩素(CCK1)、V1a加压素受体、D5多巴胺受体、fMLP甲酰肽受体、GAL2甘丙肽受体、EP3前列腺素受体、A1腺苷受体、α1肾上腺素能受体、BB2蛙皮素受体、B2缓激肽受体、钙敏感受体、趋化因子受体、KSHV-ORF74趋化因子受体、NK1速激肽受体、促甲状腺激素(TSH)受体、蛋白酶激活受体、神经肽受体、腺苷A2B受体、P2Y嘌呤受体、代谢谷氨酸受体、GRK5、GPCR-30和CXCR4。在另一实施方案中，天然膜蛋白的潜在气味结合位点内的一个或多个氨基酸不被替换。在一个实施方案中，含有修饰性α-螺旋结构域的水溶性多肽包含下列氨基酸序列在又一另外的实施方案中，含有修饰性7次-跨膜α-螺旋结构域的水溶性多肽包含下述氨基酸序列中的一个或多个：a.PQRALQFFQSLQAYVQTLTENIQTITAIR(SEQIDNO:3)b.MYYFLANMSFYLETWYTTVTTPKMQAGYI(SEQIDNO:4)c.CMTQLYFFQGLGCTECTLL本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种包含修饰的α‑螺旋结构域的水溶性多肽，其中所述修饰的α‑螺旋结构域包含氨基酸序列，其中天然膜蛋白的α‑螺旋结构域内的一个或多个疏水性氨基酸残基被一个或多个亲水性氨基酸残基替换。

【技术特征摘要】
2011.02.23 US 61/445,7401.一种包含修饰的α-螺旋结构域的水溶性多肽，其中所述修饰的α-螺旋结构域包含氨基酸序列，其中天然膜蛋白的α-螺旋结构域内的一个或多个疏水性氨基酸残基被一个或多个亲水性氨基酸残基替换。2.根据权利要求1所述的水溶性多肽，其中所述α-螺旋结构域为7次跨膜α-螺旋结构域。3.根据权利要求1所述的水溶性多肽，其中所述天然膜蛋白为G-蛋白偶联受体(GPCR)。4.根据权利要求1所述的水溶性多肽，其中所述天然膜蛋白为整合膜蛋白。5.根据权利要求1所述的水溶性多肽，其中所述亲水性残基选自谷氨酰胺(Q)、苏氨酸(T)，酪氨酸(Y...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·张，A·瑞驰，K·科林，L·T·泰格勒，
申请(专利权)人：麻省理工学院，
类型：发明
国别省市：美国,US