一种自噬靶向性蛋白降解技术及其应用制造技术

本发明专利技术涉及靶向性蛋白降解技术领域，公开了一种自噬靶向性蛋白降解技术及其应用，具体涉及一种自噬靶向嵌合体及其应用以及利用自噬降解靶蛋白的靶向性蛋白降解方法。该方法利用自噬靶向嵌合体来介导靶蛋白经自噬的降解，所述自噬靶向嵌合体是一种双功能分子，其化学结构为TBM‑L‑ABM或其药学上可接受的盐、对映体、立体异构体、溶剂化物、多晶型物或N‑氧化物，其中，TBM为靶蛋白结合部分，L为连接体基团，ABM为自噬受体结合部分，所述靶蛋白结合部分与所述自噬受体结合部分通过连接基团连接。本发明专利技术所述的自噬靶向嵌合体可介导生物体内各种需要降解的蛋白经自噬降解。

【技术实现步骤摘要】
一种自噬靶向性蛋白降解技术及其应用
本专利技术涉及靶向性蛋白降解
，具体涉及一种自噬靶向性蛋白降解技术及其应用，更具体地，涉及一种自噬靶向嵌合体及其应用以及利用自噬降解靶蛋白的靶向性蛋白降解方法。
技术介绍
利用蛋白降解靶向嵌合体(ProteolysisTargetingChimera,PROTAC)选择性降解靶蛋白的靶向蛋白降解技术是近些年发展起来的一种新技术(参考NeklesaTK,WinklerJD,CrewsCM.TargetedproteindegradationbyPROTACs.PharmacolTher.2017Jun；174:138-144，本申请中将相应部分的全部内容引入本文中作为参考)。PROTAC是双功能分子，其一端能特异结合靶蛋白，另一端特异结合特定的泛素连接酶，两者之间经由连接体基团(linker)连接。PROTAC因能同时结合靶蛋白及泛素连接酶，使靶蛋白临近泛素连接酶，故能增强靶蛋白的泛素化，最终经由蛋白酶体(Proteasome)降解(参考NeklesaTK,WinklerJD,CrewsCM.TargetedproteindegradationbyPROTACs.PharmacolTher.2017Jun；174:138-144，本申请中将相应部分的全部内容引入本文中作为参考)。PROTAC因为对靶蛋白具有选择性，能作用于许多传统难以成药的靶点，且在细胞内能被重复使用，能起到类似催化的效应，故无需高浓度即可达到治疗效果，所以被认为有可能超过单克隆抗体成为下一个重磅疗法(参考DeshaiesRJ.Proteindegradation:PrimetimeforPROTACs.NatChemBiol.2015Sep；11(9):634-5，本申请中将相应部分的全部内容引入本文中作为参考)。但是，PROTAC也有下述的缺点或应用局限：(1)PROTAC虽能把靶蛋白募集到泛素连接酶附近，但这有时并不足以导致靶蛋白被泛素化，因为泛素化反应取决于靶蛋白、PROTAC及泛素连接酶形成的三元复合物的空间结构。PROTAC中的连接体的长度对其活性有至关重要的影响。目前，构建一个功能良好的PROTAC仍非常具有挑战性。(2)由于细胞内存在去泛素化酶，PROTAC即使介导了靶蛋白的泛素化，若被泛素化的靶蛋白没有被及时降解，其有可能被去泛素化酶去泛素化而最终不能为蛋白酶体降解。(3)蛋白质的聚合物不能被蛋白酶体降解，有些蛋白质的寡聚物甚至对蛋白酶体有毒性作用，因此PROTAC不能用于直接降解蛋白质聚合物。(4)在有些病理情况下，蛋白酶体自身功能受损不能有效降解蛋白质，因此不能用PROTAC来增强靶蛋白的清除。除了蛋白酶体外，细胞内的另一个蛋白质降解途径是自噬(参考GaticaD,LahiriV,KlionskyDJ.Cargorecognitionanddegradationbyselectiveautophagy.NatCellBiol.2018Mar；20(3):233-242，本申请中将相应部分的全部内容引入本文中作为参考)。与蛋白酶体不同，自噬能降解蛋白聚合物甚至细胞器。自噬有非选择性和选择性两种(参考GaticaD,LahiriV,KlionskyDJ.Cargorecognitionanddegradationbyselectiveautophagy.NatCellBiol.2018Mar；20(3):233-242，本申请中将相应部分的全部内容引入本文中作为参考)。非选择性自噬是细胞在营养物质缺乏时的一种反应，表现为随机摄取部分胞浆进吞噬泡(Phagophore)，随后形成吞噬小体(Autophagosome)，最后吞噬小体与溶酶体(Lysosome)结合，降解所含的荷载物，为细胞提供蛋白合成所需的氨基酸等。选择性自噬则是细胞选择降解有聚集倾向的异常折叠的蛋白质(Aggregation-pronemisfoldedproteins)、蛋白质聚合物(Proteinaggregates)或损伤的细胞器的一种方式。其中，选择性降解有聚集倾向的异常折叠的蛋白质(Aggregation-pronemisfoldedproteins)或蛋白质聚合物(Proteinaggregates)的自噬被成为聚合物自噬(Aggrephagy)(参考GaticaD,LahiriV,KlionskyDJ.Cargorecognitionanddegradationbyselectiveautophagy.NatCellBiol.2018Mar；20(3):233-242，本申请中将相应部分的全部内容引入本文中作为参考)。选择性自噬由自噬受体如P62，NBR1和OPTN等介导。自噬受体(比如P62)C-端的UBA(Ubiquitinassociated)区段与荷载物(Cargo)相结合，而其LC3作用区段(LC3-interactingregionmotif,LIR)则与共价连接到成长的吞噬泡内膜表面的ATG8家族的蛋白(比如LC3)结合。吞噬泡的形成则依赖于装载有荷载物的自噬受体聚集形成足够大的结构。吞噬泡最终封闭，形成有双层膜结构的吞噬小体(Autophagosome)。吞噬小体与溶酶体(Lysosome)结合，导致其内所含的靶蛋白，自噬受体及LC3等为溶酶体内的多种蛋白酶降解(参考GaticaD,LahiriV,KlionskyDJ.Cargorecognitionanddegradationbyselectiveautophagy.NatCellBiol.2018Mar；20(3):233-242，本申请中将相应部分的全部内容引入本文中作为参考)。迄今为止，尚未见利用自噬选择性降解特定靶蛋白的技术的报道。阿尔茨海默病(Alzheimer’sdisease,AD)是最常见的一种痴呆症，约占痴呆症的50-70％。据统计，2016年中国有约1000万AD患者，全球则有4400万AD患者。随着人口的老龄化，AD的发病率将进一步上升，预计到2050年中国将有约4000万AD患者。目前所有治疗AD的药物都是表征药物(Symptomaticdrugs)，只能短暂缓解症状而不能延缓病情的进展。全球迫切期待有能真正改变AD进展的新药(Disease-modifyingdrugs)。AD的两个特征性的病理变化是老年斑(Senileplaques，SPs)及神经元纤维缠结(Neurofibrillarytangles,NFTs)，分别是由β-淀粉样蛋白(Aβ)及高度磷酸化的tau蛋白形成的聚合物，其中tau病变而不是Aβ病变与AD的痴呆程度呈正相关(参考WangY,MandelkowE.Tauinphysiologyandpathology.NatRevNeurosci.2016Jan；17(1):5-21，本申请中将相应部分的全部内容引入本文中作为参考)。最新的研究显示tau介导Aβ诱导的神经毒性，为Aβ的神经毒性所必需(参考RobersonED,Scearce-LevieK,PalopJJ,YanF,ChengIH,WuT,Gerste本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种利用自噬降解靶蛋白的靶向性蛋白降解方法，其特征在于，该方法利用自噬靶向嵌合体来介导靶蛋白经自噬的降解，所述自噬靶向嵌合体是一种双功能分子，其化学结构为TBM-L-ABM或其药学上可接受的盐、对映体、立体异构体、溶剂化物、多晶型物或N-氧化物，其中，TBM为靶蛋白结合部分，L为连接体基团，ABM为自噬受体结合部分，所述靶蛋白结合部分与所述自噬受体结合部分通过连接基团连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种利用自噬降解靶蛋白的靶向性蛋白降解方法，其特征在于，该方法利用自噬靶向嵌合体来介导靶蛋白经自噬的降解，所述自噬靶向嵌合体是一种双功能分子，其化学结构为TBM-L-ABM或其药学上可接受的盐、对映体、立体异构体、溶剂化物、多晶型物或N-氧化物，其中，TBM为靶蛋白结合部分，L为连接体基团，ABM为自噬受体结合部分，所述靶蛋白结合部分与所述自噬受体结合部分通过连接基团连接。


2.一种自噬靶向嵌合体，其特征在于，该自噬靶向嵌合体的化学结构为TBM-L-ABM或其药学上可接受的盐、对映体、立体异构体、溶剂化物、多晶型物或N-氧化物，其中，TBM为靶蛋白结合部分，L为连接体基团，ABM为自噬受体结合部分，所述靶蛋白结合部分与所述自噬受体结合部分通过连接基团连接。


3.根据权利要求2所述的自噬靶向嵌合体，其特征在于，TBM能够结合的靶蛋白为tau蛋白、α-突触核蛋白、聚谷氨酰胺蛋白包括亨廷顿蛋白、铜/锌超氧化物歧化酶、TDP-43、C9orf72、FUS或它们中的一种或多种的聚合物。


4.根据权利要求2所述的自噬靶向嵌合体，其特征在于，ABM能够结合的自噬受体为P62、NBR1、OPTN、CALCOCO2/NDP52、TAX1BP1、NIX、BNIP3、FUNDC1、Bcl2L13或FKBP8；
优选地，所述自噬受体P62为P62的ZZ区段，所述P62的ZZ区段的氨基酸序列如SEQ.ID.NO:1所示。


5.根据权利要求2或4所述的自噬靶向嵌合体，其特征在于，ABM为具有式(1)所示结构的基团，



其中，R1和R2为H或C1-C4的烷基；
R3为-R4-M-，ABM通过M与连接体基团L相连，其中，R4为-O-或C1-C4的亚烷基，M为键、C1-C4的亚烷基、-NH-或-R5-CH(OH)-R6-NH-R7-，其中R5、R6和R7为C1-C4的亚烷基。


6.根据权利要求2所述的自噬靶向嵌合体，其特征在于，L为基团-X-Y-Z-，X与TBM相连，Z与ABM相连，
其中，X为键、C1-C4的亚烷基或-NH-；
Y为-R8-(R10-E-R11)n-R9-，其中R8和R9各...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪义朋，
申请(专利权)人：上海强睿生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31