凝集素酶及糖配体的鉴定、纯化和应用制造技术

在本发明专利技术的各个方面提供了能特异结合凝集素酶的糖配体和这种配体的肽模拟物，并提供了能特异结合糖配体和肽模拟物的凝集素酶。本发明专利技术的其它方面包括用于鉴定、纯化和生产这种糖配体、模拟物和凝集素酶的方法，以及这种组合物在治疗各种疾病和修饰细胞的功能方面的应用。本发明专利技术的另一些方面涉及各种与糖配体、该配体的肽模拟物和／或凝集素酶有关的疾病的诊断。（*该技术在2015年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术大致涉及糖生物学领域。主要组织相容性复合体(MHC)能编码多种基因产物，其中的很多种产物在机体对病原生物的防御中起着主要作用。上述分子包括典型的移植抗原及结构上相关的分子，在细胞内转运外源肽的蛋白，血清补体蛋白，淋巴因子肿瘤坏死因子α和肿瘤坏死因子β，细胞色素和热激蛋白。由MHC上的基因编码的典型移植抗原，是一类高度多态的分子，最初发现其具有决定排斥外源移植细胞和组织的作用。大量的实验研究证实了典型移植抗原具有自我识别的作用。在目前被认可的范例中(以下被称作“旧范例”)，移植抗原起到呈递源于自体和外源蛋白的肽的作用，以便由免疫系统的细胞进行识别。MHC上的基因编码两种不同类型的抗原，I型抗原和II型抗原。事实上，I型抗原能在机体内的所有具核细胞上表达，并在基于细胞毒性胸腺衍生(T)的淋巴细胞介导的细胞杀伤的免疫反应的介导中起作用。细胞毒性T淋巴细胞起到杀伤病毒感染的细胞和肿瘤细胞的作用。所述I型MHC分子由一个约45千道尔顿(KDa)的重链组成，该重链与一个被称为β2微球蛋白(β2M)的12KDa的蛋白非共价地结合。所述旧范例中称I型抗原为源于在细胞内合成的自体和外源蛋白的呈递肽片段。所述I型分子因其在移植中的作用而被发现，并被称作“典型的”I型分子，以区别于后来发现的被称作“非典型的”I型分子的一类I型分子。编码非典型的I型MHC分子的基因包括迄今已鉴定的MHC基因座上的大部分基因。非典型的I型MHC分子在总体结构上与典型的I型MHC移植抗原相关，具有广泛的序列同源性和一个与β2M非共价地连接的重链。一般而言，非典型的I型MHC分子的多态性程度不如典型的I型MHC分子的高，而且其在组织分布上也更受限制。几种类型的非典型的I型分子主要在胃肠(GI)道中表达，如果其出现在免疫系统中的话则会影响其功能。MHC II型抗原主要由机体内的特化抗原呈递细胞表达。这种细胞局限于产生抗体的B淋巴细胞，巨噬细胞以及分布于机体的各种组织里的树状细胞。细胞表面的II型分子由一个32KDa的α链和一个与其非共价的结合的β链组成。按照旧范例的理解，II型分子的主要作用是向特殊类型的T淋巴细胞呈递源于自身或外源的蛋白质的肽，以支持细胞毒性T淋巴细胞的发育，针对真菌的感染产生免疫性，并帮助B淋巴细胞产生对有荚膜细菌感染应答的保护性抗体。MHC II型抗原能呈递由细胞从周围环境中摄取的蛋白所产生的肽片段，与其不同的是，典型的I型分子能呈递源于内源合成蛋白的肽。业已发现，在人群中有多种人体自身免疫疾病更倾向于与由遗传MHC的某些基因的个体相关。对于多种上述疾病而言，这一相关集中于MHC上编码II型组织相容性抗原的区域。上述疾病不是通过MHC基因的简单的孟德尔分离进行遗传的，因为一对相同的双胞胎中只有一个同胞可能患这种疾病。这一特征表明，其它遗传因子或环境因子也参与了自身免疫性的发生中起作用，只不过MHC上的基因在这一过程中起主导作用。关于MHC基因功能的旧范例提供了几种解释MHC基因在自身免疫疾病中的作用的理论。其中包括II型MHC分子在细胞中的异常表达引起自身免疫反应或由特殊MHC基因产物进行的自身肽的异常识别。不过，上述理论有待进一步证实。另外，旧范例不能提供解释被称为血色素沉着症的MHC-相关铁储存疾病的基础的有用的假说。通过动物研究及与涉及几种I型基因的基因组结构而了解到MHC编码的I型分子涉及这种疾病，因为在上述动物中β2M基因的缺乏会导致这种疾病。本文公开了一个与糖识别分子相关的新范例，所述分子至少包括某些I型、II型抗原和其它相关分子，其中有一些是免疫球蛋白G超家族(IgGSF)。该范例提出，糖识别分子在识别及修饰糖结构方面起着关键作用。因此，需要开发治疗涉及糖识别问题的与MHC相关的疾病及其它疾病的新途径，特别是需要提供关于应用所述新范例的组合物、装置及方法。在本专利技术的各个方面，提供了能特异结合凝集素酶(Leczymes)的糖配体和这种配体的肽模拟物(mimetopes)，并提供了能特异结合糖配体及肽模拟物的凝集素酶。本专利技术的其它方面包括鉴定、纯化和生产上述糖、模拟物及凝集素酶的方法，以及将这种组合物用于治疗各种疾病和修饰细胞功能的用途。另一些方面，本专利技术涉及与糖配体、这种糖配体的肽模拟物和/或凝集素酶相关的各种疾病的诊断。还提供了对细胞进行调节以便产生一种糖配体的方法，该方法是这样进行的将一种编码凝集素酶的表达载体导入所述细胞中，其中，所述凝集素酶的表达能产生所述糖配体。在一个典型的实施方案中，可以通过向患者给药一种糖配体或一种肽模拟物调制免疫反应。在另一个示例性实施方案中，通过检测I型MHC分子上的一个突变可以诊断血色素沉着症，该突变会降低I型MHC分子与β2微球蛋白结合的能力。在另一个典型的实施方案中，通过服用一种合适的糖，可以调节吸收金属异常的患者对铁或其它金属的摄取。本专利技术源于一个关于多细胞生物中自身识别分子及其它分子功能的意义深远的新范例，所述生物包括具有一类不同的吞噬细胞的哺乳动物。该新范例认为，多种迄今已知为肽识别和呈递结构的自身识别分子在含糖分子的识别和修饰中起着更为重要的作用。在本文中应用的“含糖分子”是指具有至少一个单糖或糖残基的分子。因此，所述新范例的自身识别分子及其它分子具有特异结合含糖分子的能力，并能通过催化糖的再加入或催化对一个或几个现存糖残基的化学修饰而对所述含糖分子进行化学修饰。因此，所述含糖分子是所述新范例的自身识别分子及其它分子的底物。另外，在酶促修饰以后，所述自身识别及其它分子能与修饰过的含糖分子特异结合，其亲和力与结合原来识别的分子时相同或比之更大。在本文中所用的“凝集素酶”是指任何能催化一种含糖底物的化学修饰的细胞蛋白，这种修饰会导致具更多的糖或化学修饰糖的产物产生，而该产物又能特异地识别修饰过的底物。“凝集素酶”一词因同一基础分子同时具备凝集素结合活性和酶促活性而得名。凝集素酶是本领域众多熟知的肽识别分子的代表。这类分子至少包括某些I型和II型MHC编码的分子，以及该分子的免疫球蛋白基因超家族(IgGSF)的其它成员，其中一些不是自身识别分子。典型的凝集素酶包括那些能催化一种含糖分子磷酸化、乙酰化、羧基化和/或硫酸盐化的酶。凝集素酶可以在细胞内、在细胞表面起作用，或是从细胞中分泌出来。凝集素酶能以其分子的同一种异构型表现出酶促活性和糖结合活性，或者这些活性分别归属于该分子的不同异构型。例如，凝集素酶的RNA的差异剪接会产生该凝集素酶的酶促活性异构型，其含有将这种凝集素酶引导至细胞上正常情况下与糖基化相关的位点，如内质网或高尔基复合体。不同的RNA的差异剪接，还能产生这样的凝集素酶异构型它具有糖识别能力并含有将受体引导至细胞表面或从细胞中输出的信号。另外，在细胞里或在细胞表面上表达的一种凝集素酶的同一种分子可以同时兼具酶促活性及糖识别能力。在I型或II型分子中，并且可能在其它凝集素酶中，凝集素酶功能可能位于在由MHC编码的分子上部所形成的沟槽里。旧范例将该沟槽称作肽结合沟，但新范例提出，该沟槽的主要作用是识别糖结构及由该凝集素酶修饰过的该糖结构的后来构型。可以分离大致纯化的糖配体的组合物，它能特异地结合一种凝集素酶。在本文中所用的“糖配体”是指本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种组合物，其含有一种基本纯化的能特异结合一种凝集素酶的糖配体。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：巴里E洛森伯格，
申请(专利权)人：巴里E洛森伯格，
类型：发明
国别省市：US[美国]