Ccotx1毒素及其应用制造技术

本发明专利技术主要涉及Ceratotoxin‑1(Ccotx1)毒素及其应用，所述多肽毒素能够有效且选择性地阻断Nav1.7(电压门控钠通道α亚基家族)，因此能够作为选择性钠离子通道阻断剂而在相关Nav1.7钠离子通道的分子机理，神经信号传递，疾病治疗等方面有诸多应用。

Ccotx1 toxin and its application

The invention mainly relates to Ceratotoxin 1 (Ccotx1) toxin and its application. The polypeptide toxin can effectively and selectively block Nav1.7 (voltage-gated sodium channel alpha subunit family), so it can be used as a selective sodium channel blocker and has many applications in the molecular mechanism of relevant Nav1.7 sodium channel, nerve signal transmission, disease treatment, etc.

【技术实现步骤摘要】
Ccotx1毒素及其应用
本专利技术涉及多肽物质及其在药品制备中的用途，尤其涉及一种能够有效且选择性地阻断Nav1.7(电压门控钠通道α亚基家族)的多肽毒素及其用途。
技术介绍
电压门控钠离子通道(VGSCs)分布十分广泛，无论是脊椎动物还是无脊椎动物的各种组织中，这些通道都有表达。VGSCs在动作电位的产生和爆发以及神经信号传导中发挥着重要作用。许多疾病与电压门控钠离子通道密切相关，比如疼痛，癫痫等。VGSCs是兴奋性细胞膜上的一种高分子量，多次跨膜的糖蛋白。2003年，国际药理联合会公布了VGSCs的命名规则。英文缩写(NaV)表示电压敏感钠离子通道，其中Na代表钠离子通道，V则表示电压敏感通道。目前发现的九种钠离子通道被分别命名为Navl.l-Nav1.9，“1”用于表示1型亚家族，而“1”后面的数字则代表具体亚型。九种钠通道亚型的氨基酸序列差异性分析显示Navl.l到Nav1.9的九种亚型在自然进化中过程中非常保守，同一物种的钠通道亚型之间序列均相似度在75％以上，这意味着钠通道中的趋异序列则在很大程度上决定了不同亚型之间的动力学以及生理功能的差异。根据VGSCs对河豚毒素(TTX)是否敏感，九种钠通道亚型又可以被分为河豚毒素敏感型和河豚毒素不敏感型。前者包括Navl.l、Nav1.2、Nav1.3、Nav1.4、Navl.6、Nav1.7；后者主要有Nav1.5、Nav1.8、Nav1.9。VGSCs在人体组织体内分布广泛。在中枢神经系统、心脏、骨骼肌等组织中均发现了它们的表达，除Nav1.4和Nav1.5外，所有的钠通亚型在人背根神经节(DRG)细胞上都有表达；Nav1.1、Nav1.3、Nav1.6在心脏组织的横管里也有分布。同时它们又表现出一定的组织特异性，如电压门控钠离子通道Nav1.5主要分布在心肌细胞的细胞膜上，而Nav1.4仅仅分布在骨骼肌细胞上，Nav1.6在肺泡平滑肌细胞上。Nav1.7主要在外周交感神经元和感觉神经元中表达。Nav1.7积聚在神经纤维末端，使小规模阈下去极化放大，并作为调节兴奋性的阈值通道。Nav1.7功能与各种疼痛状态有关，包括急性、炎性和/或神经性疼痛。在人体内，已发现Nav1.7的功能获得性突变与原发性红斑肢痛症(该疾病的特征在于肢体灼痛和炎症)和阵发性剧痛症相关。与此观察一致的是，非选择性钠通道阻滞剂利多卡因、美西律和卡马西平可缓解这些疼痛疾病的症状。在人体内，Nav1.7的功能丧失性突变导致罕见的常染色体隐性疾病先天性无痛症，其特征在于完全缺失对疼痛刺激的感知或对疼痛刺激不敏感。目前已发现了多种与电压敏感钠通道相互作用的多肽毒素。通过选择性的作用于钠通道的某些区域，多肽毒素或延缓通道失活，或加快通道激活，或阻断钠电流却不改变通道动力学特征。电压门控钠离子通道上已经有6个区域被证实在通道和毒素的相互作用中扮演重要角色。SandrineCestele等将这些区域进行了命名，依次为位点1～位点6，并将作用于某一位点毒素称做该位点毒素。这些位点主要分布在细胞膜外侧，跨膜片段以及孔道内侧。例如，位点1由两个环状结构组成，位于钠通道孔道区。作用于该区域的毒素主要有河豚毒素、芋螺毒素以及甲藻毒素。位点2位是由α亚基中的DI-S6和DIV-S6两个跨膜段构成，蛙皮毒素、乌头碱等作用于该区域。δ-ACTX、sPhTx2,δ-atracotoxins等多肽毒素作用于位点3，该区域位于钠通道α亚基DIV上的S3～S4胞外连接环，多肽毒素与通道相互做用时可以阻止DIV-S4电压敏感元件的运动和改变通道激活和失活的偶联，从而抑制通道电流，其作用方式的特点是：多肽毒素在结合到位点3后会延缓通道失活，但不影响通道激活。δ-atracotoxins是典型的钠通道位点3多肽毒素，它能抑制钠电流并延缓钠通道的失活。sPhTx2作为疑似位点3毒素，该毒素既延缓钠通道失活，又可以使得通道稳态激活和稳态失活往去极化方向漂移。δ–atracotoxins与传统的位点3毒素α-蝎毒相比，它们与通道的相互作用机制各有异同。这两种毒素都能延缓通道失活，毒素上的Lys3、Arg5和Asp13在与钠通道相互作用中起关键作用，钠通道上与毒素相互作用的关键残基都是Glu1613、Glu1616和Lys1617，但是α-蝎毒会增加钠通道电流，而δ–atracotoxins则减小钠电流。毒素结合位点4主要是α亚基DII上的S1-S2之间以及S3-S4之间的两个胞外环连接，HWTX-IV、JZTX-III等多肽毒素作用于位点4，其偏好性地抑制Nav1.7钠电流，通过捕获处于静息状态时钠通道的DomainII电压敏感元件抑制钠电流。与传统的位点4毒素β-蝎毒相比，它们与钠通道的相互作用机制存在较大差异。HWTX-IV不影响Nav1.7激活，JZTX-III使通道的激活电压向去极化方向漂移，而β-蝎毒却使通道的激活电压向超极化漂移。另外，前者是捕获处于静息状态的电压敏感元件，而后者是捕获处于开放状态的电压敏感元件。目前所使用的钠通道阻滞剂，例如，卡马西平、利多卡因以及上述多肽毒素，存在非选择性作用于钠通道的多个业型，易引起中枢系统、循环系统副作用(如眩晕、共济失调、失眠、恶心和头痛等)的缺陷，或存在有效性低、安全性低的缺陷，因而限制了它们的临床应用和广泛使用。
技术实现思路
如上所述，由于各钠通道的药物结合点非常保守，即使是毗邻序列也极为相似，目前还没有公认的Nav1.7特异性阻断剂。本专利技术的目的之一在于提供Ccotx1毒素，尤其是提供一种对Nav1.7具有高度选择性和高效作用性的多肽毒素。本专利技术的具体技术方案如下：Ccotx1毒素，所述多肽毒素包含以下序列：X1CLGX2FX3X4CX5PX6NDKCCX7X8X9X10CSX11X12X13X14WCKX15X16L(SEQIDNO:2)，其中：X1为D,I或Z；X5为A,I或M；X7为K或A；X8为S；X10为D；X12为E或K；X18为Y或K；X19为R或N；X20为L或Y；X21为V或T；X24为K或R；X25为S或R；X26为H或D；X27为N或R；X31为W或Y；X32为K或D。作为对上述技术方案的进一步改进，末端氨基酸L被氨基化。作为对上述技术方案的进一步改进，所述多肽毒素包含SEQIDNO:3、SEQIDNO:4、SEQIDNO:5、SEQIDNO:6、SEQIDNO:7、SEQIDNO:8或SEQIDNO:9。本专利技术的又一目的在于提供一种融合蛋白，所述融合蛋白包含上述多肽毒素。本专利技术的又一目的在于提供一种多核苷酸，所述多核苷酸编码上述多肽毒素。本专利技术的又一目的在于提供一种载体，所述载体包含编码上述多肽毒素的多核苷酸。本专利技术的又一目的在于提供一种宿主细胞，所述宿主细胞包含上述载体。本专利技术的又一目的在于提供一种药物组合物，所述药物组合物上述多肽毒素和药学上可接受的赋形剂。本专利技术的又一目的在于提供上述多肽毒素在制备用于治疗Nav1.7相关的疾病的药物中的用途。作为对上述技术方案的进一步改进，其中所述Nav1.7相关的疾病是疼痛。作为对上述技术方案的进一步改进，其中疼痛是慢性疼痛、急性疼痛、神经性疼痛、伤害性疼痛、内脏疼痛、背部疼痛、术后疼痛、热本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.Ccotx1毒素，所述多肽毒素包含以下SEQ ID NO:2：X1CLGX5FX7X8CX10PX12NDKCCX18X19X20X21CSX24X25X26X27WCKX31X32L，其中X1为D,I或Z；X5为A,I或M；X7为K或A；X8为S；X10为D；X12为E或K；X18为Y或K；X19为R或N；X20为L或Y；X21为V或T；X24为K或R；X25为S或R；X26为H或D；X27为N或R；X31为W或Y；X32为K或D。

【技术特征摘要】
2018.11.14 CN 20181135508111.Ccotx1毒素，所述多肽毒素包含以下SEQIDNO:2：X1CLGX5FX7X8CX10PX12NDKCCX18X19X20X21CSX24X25X26X27WCKX31X32L，其中X1为D,I或Z；X5为A,I或M；X7为K或A；X8为S；X10为D；X12为E或K；X18为Y或K；X19为R或N；X20为L或Y；X21为V或T；X24为K或R；X25为S或R；X26为H或D；X27为N或R；X31为W或Y；X32为K或D。2.如权利要求1所述的多肽毒素，末端氨基酸L被氨基化。3.如权利要求2所述的多肽毒素，所述多肽毒素包含SEQIDNO:3、SEQIDNO:4、SEQIDNO:5、SEQIDNO:6、SEQIDNO:7、SEQIDNO:8或SEQIDNO:9。4.一种融合蛋白，所述融合蛋白包含如权利要求1～...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘伟飚，
申请(专利权)人：青海芬陀利华生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：青海,63