存活靶向性嵌合（SURTAC）分子制造技术

本文提供了存活靶向性嵌合(SURTAC)分子，以及它们用于将泛素分子从泛素化蛋白质去除的方法。在一个实施方式中，SURTAC分子包含第一结合结构域、第二结合结构域、和连接体结构域，其中第一结合结构域被配置以与泛素化蛋白质结合；第二结合结构域被配置以与泛素蛋白酶结合，泛素蛋白酶将一个或多个泛素从与第一结合结构域结合的泛素化蛋白质切割，并且连接体结构域被配置以将第一结合结构域与第二结合结构域连接。结构域连接。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】存活靶向性嵌合(SURTAC)分子


[0001]本公开总体上涉及双功能分子领域。在一个实施方式中，本文提供了被设计用于减少泛素化蛋白质(ubiquitinylated protein)的细胞降解的存活靶向性嵌合(survival
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targeting chimeric)(SURTAC)分子。

技术介绍

[0002]活细胞内任何蛋白质的浓度都取决于蛋白质合成和蛋白质降解的平衡。受调控的蛋白质降解是精确控制细胞内单一蛋白质水平的关键。
[0003]蛋白酶体是通过蛋白水解——一种破坏肽键的化学反应——降解蛋白质的蛋白质复合物。帮助此类反应的酶被称为蛋白酶。蛋白酶体是泛素
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蛋白酶体系统(UPS)的关键组成部分。蛋白质泛素化和随后蛋白酶体导致的蛋白水解和降解是调节细胞周期、细胞生长和分化、基因转录、信号传导和细胞凋亡的重要机制。
[0004]作为UPS的一部分，蛋白酶体在恶性转化中起着至关重要的作用。UPS蛋白水解在癌细胞对对癌症发展至关重要的刺激信号的响应中起主要作用。因此，转录因子如p53、c
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Jun、c
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Fos、NF
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κB、c
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Myc、HIF
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1α、MATα2、STAT3、甾醇调节元件结合蛋白和雄激素受体的蛋白质水平受UPS降解的控制。此外，UPS调控肿瘤抑制基因产物，如结直肠癌中的大肠腺瘤性息肉(adenomatous polyposis coli)(APC)、视网膜母细胞瘤(Rb)、和希
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林二氏肿瘤阻抑因子(VHL)的降解。
[0005]通过控制关键调节蛋白的水平，UPS促成了细胞功能的几乎所有方面。UPS还用于蛋白质量控制、快速识别和破坏错折叠的蛋白质。因此，蛋白质降解途径的功能异常在许多人类疾病中至关重要。
[0006]所有细胞所必需的蛋白质都可被称为持家蛋白，这表明它们的表达对于维持基本细胞功能至关重要。编码这些蛋白质的持家基因通常是维持基础细胞功能所需的组成性基因，而不管持家蛋白在组织或生物体中的具体作用如何。对代表人体中所有主要器官和组织的样品的转录组学分析确定了在所有经分析的组织中检测到的数千个编码蛋白质的基因。持家蛋白参与关键的细胞功能，如基因表达机制、细胞代谢、和结构细胞蛋白质。鉴于它们在维持细胞稳态中的关键作用，很明显，任何持家蛋白正常活性的任何偏差都会对细胞功能产生急性和广泛的影响，这可能导致细胞性致病和发病。
[0007]示例性持家蛋白包括HSP家族的蛋白质，其是热休克蛋白；ATF家族的蛋白质，其充当转录因子；EIF家族的蛋白质，其充当翻译因子；EIF家族的蛋白质，其充当翻译因子；RPL家族的蛋白质，其是核糖体蛋白质；ARHG家族的蛋白质，其是参与细胞周期的蛋白质；和PSMA家族的蛋白质，其是蛋白酶体的蛋白质。
[0008]热休克蛋白(HSP)是由细胞在应对暴露于胁迫条件所产生的蛋白质家族。这使得HSP蛋白成为“持家蛋白”，因为它们(a)在细胞受到损害(即热休克)后被激活，并(b)使细胞恢复到稳态。在创伤愈合和组织重塑过程中，HSP会关于热休克、冷休克、暴露于UV而被激活。研究最多的HSP是Hsp60、Hsp70和Hsp90。
[0009]对例如具体使在细胞的蛋白质组学环境中的所有蛋白质中的感兴趣的蛋白质(如持家蛋白)免受UPS相关降解的化合物和方法之类的技术的提供将是非常有益的。这种技术可用于例如在UPS相关的蛋白降解过度或其它不希望的UPS相关蛋白降解作为部分人类疾病(例如癌症或囊性纤维化(CF))病因的各种各样的治疗应用中。Hanna及其同事最近综述了蛋白质降解与人类疾病病理基础之间的联系(The American Journal of Pathology,第189卷,第1期,2019年1月)。
[0010]因此，需要开发被设计用于防止感兴趣的蛋白质的UPS相关降解的化合物，用于治疗各种人类疾病。

技术实现思路

[0011]在一个实施方式中，本公开提供了存活靶向性嵌合(SURTAC)分子，其包含第一结合结构域、第二结合结构域、和连接体结构域，其中第一结合结构域被配置以与泛素化蛋白质结合；第二结合结构域被配置以与泛素蛋白酶结合，泛素蛋白酶从与第一结合结构域结合的泛素化蛋白质切割一个或多个泛素分子，并且连接体结构域被配置以将第一结合结构域与第二结合结构域连接。
[0012]在一个实施方式中，第一结合结构域包括肽或小分子。在一个实施方式中，第一结合结构域被配置以直接与泛素化蛋白质结合，例如，第一结合结构域包括与泛素化蛋白质结合的抗体或其抗原结合片段。在另一个实施方式中，第一结合结构域包括与泛素化蛋白质结合的配体。在另一个实施方式中，第一结合结构域结合与泛素化蛋白质结合的中间分子。
[0013]在一个实施方式中，由第一结合结构域结合的泛素化蛋白质与泛素蛋白酶USP5相互作用。在另一个实施方式中，泛素化蛋白质与泛素蛋白酶USP7相互作用。在另一个实施方式中，泛素化蛋白质与泛素蛋白酶USP10相互作用。在另一个实施方式中，泛素化蛋白质是泛素蛋白酶的非天然目标，例如但不限于，不知晓泛素化蛋白质是DUB的底物。
[0014]在一个实施方式中，本文公开的嵌合分子的第二结合结构域可包括肽或小分子。在一个实施方式中，第二结合结构域被配置以直接与泛素蛋白酶结合，例如，第二结合结构域包含与泛素蛋白酶结合的抗体或其抗原结合片段。在另一个实施方式中，第二结合结构域包括与泛素蛋白酶结合的配体。在另一个实施方式中，第二结合结构域包括与泛素蛋白酶结合的适配体。在另一个实施方式中，第二结合结构域结合与泛素蛋白酶结合的中间分子。
[0015]在一个实施方式中，泛素蛋白酶可包括泛素特异性蛋白酶(DUSP)结构域、泛素样(UBL)结构域、甲基多巴和TRAF同源物(meprin and TRAF homology)(MATH)结构域、锌指泛素特异性蛋白酶(ZnF
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UBP))结构域、锌指髓样神经和DEAF1(zinc
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finger myeloid,nervy and DEAF1)(ZnF
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MYND)结构域、泛素相关(UBA)结构域、CHORD
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SGT1(CS)结构域、微管互作和运输(microtubule
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interacting and trafficking)(MIT)结构域、硫氰酸酶样(rhodenase
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like)结构域、TBC/RABGAP结构域、B
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框(B
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box)结构域、或其任意组合。
[0016]在一个实施方式中，泛素蛋白酶来自泛素特异性蛋白酶(USP)家族、卵巢肿瘤蛋白酶(OUT)家族、泛素C末端水解酶(UCH)家族、Josephin结构域家族(Josephin)、与含有泛素的新型去泛素化酶(deubiquitinase)本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.存活靶向性嵌合(SURTAC)分子，其包含第一结合结构域、第二结合结构域、和连接体结构域，其中：(i)所述第一结合结构域被配置以与泛素化蛋白质结合；(ii)所述第二结合结构域被配置以与泛素蛋白酶结合，所述泛素蛋白酶将泛素从与所述第一结合结构域结合的泛素化蛋白质切割，并且(iii)所述连接体结构域被配置以将所述第一结合结构域与所述第二结合结构域连接。2.根据权利要求1所述的嵌合分子，其中所述第一结合结构域包括肽或小分子。3.根据权利要求1或2所述的嵌合分子，其中所述第一结合结构域被配置以直接与所述泛素化蛋白质结合。4.根据权利要求3所述的嵌合分子，其中所述第一结合结构域包括：(a)与所述泛素化蛋白质结合的抗体或其抗原结合片段；或(b)与所述泛素化蛋白质结合的配体。5.根据权利要求1或2所述的嵌合分子，其中所述第一结合结构域结合与所述泛素化蛋白质结合的中间分子。6.根据权利要求5所述的嵌合分子，其中所述中间分子包括：(a)与所述泛素化蛋白质结合的抗体或其抗原结合片段；或(b)与所述泛素化蛋白质结合的配体。7.根据权利要求1
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6中任一项所述的嵌合分子，其中所述第一结合结构域与所述泛素化蛋白质瞬时结合并在一个或多个泛素分子从所述泛素化蛋白质切割后与所述蛋白质解离。8.根据权利要求1
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7中任一项所述的嵌合分子，其中所述泛素化蛋白质携带一个或多个泛素分子。9.根据权利要求1
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8中任一项所述的嵌合分子，其中所述泛素蛋白酶将一个或多个泛素分子从所述泛素化蛋白质切割。10.根据权利要求1
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9中任一项所述的嵌合分子，其中所述泛素化蛋白质与泛素蛋白酶USP5相互作用。11.根据权利要求10所述的嵌合分子，其中所述泛素化蛋白质包括CACNA1H(电压依赖性T型钙通道亚基α
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1H)、FOXM1(叉头框蛋白M1)、MAF(转录因子Maf)、SMURF1(E3泛素
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蛋白连接酶SMURF1)、或TRIML1(三重基序家族样蛋白1)。12.根据权利要求1
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9中任一项所述的嵌合分子，其中所述泛素化蛋白质与泛素蛋白酶USP7相互作用。13.根据权利要求12所述的嵌合分子，其中所述泛素化蛋白质包括UVSSA(UV刺激的支架蛋白A)、XPC(C组着色性干皮病互补蛋白)、ABL1(Abelson酪氨酸
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蛋白激酶1)、AR(雄激素受体)、ATXN1(共济失调蛋白
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1)、CHEK1(丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶Chk1)、CHFR(E3泛素
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蛋白连接酶CHFR)、CLSPN(Claspin)、CSNK2A1(酪蛋白激酶II亚基α)、DAXX(死亡结构域相关蛋白6)、DNMT1(DNA(胞嘧啶
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5)
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甲基转移酶1)、FOXO1(叉头框蛋白O1)、FOXO4(叉头框蛋白O4)、GMPS(GMP合成酶)、IFNAR1(I型干扰素受体1)、IKBKG(I
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κ
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B激酶亚基γ)、KAT5(组蛋白乙酰转移酶KAT5)、KDM1A(赖氨酸特异性组蛋白去甲基化酶1A)、MARCHF7(膜相关环
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CH
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型指7)、
MDM2(E3泛素
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蛋白连接酶Mdm2)、MDM4(Mdm2样p53结合蛋白)、MEX3C(RNA结合E3泛素
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蛋白连接酶MEX3C)、MYC(MyC原癌基因蛋白)、MYD88(髓样分化初级反应蛋白MyD88)、PML(早幼粒细胞白血病蛋白)、POLH(DNA聚合酶θ)、PPARG(过氧化物酶体增殖物激活受体γ)、PTEN(磷脂酰肌醇3,4,5
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三磷酸3
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磷酸酶和双特异性蛋白磷酸酶)、RAD18(E3泛素
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蛋白连接酶RAD18)、RARA(视黄酸受体α)、RB1(视网膜母细胞瘤相关蛋白)、RELA(转录因子p65)、RNF168(E3泛素
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蛋白连接酶RNF168)、RNF220(E泛素
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蛋白连接酶RNF220)、SKP1(S期激酶相关蛋白1)、TP53(细胞肿瘤抗原p53)、TRAF6(TNF受体相关因子6)、TRIP12(E3泛素
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蛋白连接酶TRIP12)、或TRRAP(转化/转录结构域相关蛋白)。14.根据权利要求1
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9中任一项所述的嵌合分子，其中所述泛素化蛋白质与泛素蛋白酶USP10相互作用。15.根据权利要求14所述的嵌合分子，其中所述泛素化蛋白质包括AR(雄激素受体)、ATM(丝氨酸
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蛋白激酶ATM)、CFTR(囊性纤维化跨膜传导调节因子)、EIF4G1(真核翻译起始因子4γ1)、MSH2(DNA错配修复蛋白Msh2)、PRKAA1(5'
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AMP活化蛋白激酶催化亚基α
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1)、PTEN(磷酸酶与张力蛋白同源物)、或TBX21(T
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框转录因子TBX21)。16.根据权利要求1
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9中任一项所述的嵌合分子，其中所述泛素化蛋白质是泛素蛋白酶的非天然目标。17.根据权利要求1
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16中任一项所述的嵌合分子，其中所述第二结合结构域包括肽或小分子。18.根据权利要求1
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17中任一项所述的嵌合分子，其中所述第二结合结构域被配置以直接与所述泛素蛋白酶结合。19.根据权利要求18所述的嵌合分子，其中所述第二结合结构域包括：(a)与所述泛素蛋白酶结合的抗体或其抗原结合片段；或(b)与所述泛素蛋白酶结合的配体。20.根据权利要求1
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16中任一项所述的嵌合分子，其中所述第二结合结构域结合与所述泛素蛋白酶结合的中间分子。21.根据权利要求20所述的嵌合分子，其中所述中间分子包括：(a)与所述泛素蛋白酶结合的抗体或其抗原结合片段；或(b)与所述泛素蛋白酶结合的配体。22.根据权利要求1
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21中任一项所述的嵌合分子，其中所述泛素蛋白酶包括选自以下的结构域：泛素特异性蛋白酶(DUSP)结构域、泛素样(UBL)结构域、甲基多巴和TRAF同源物(MATH)结构域、锌指泛素特异性蛋白酶(ZnF
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UBP)结构域、锌指髓样神经和DEAF1(ZnF
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MYND)结构域、泛素相关(UBA)结构域、CHORD
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SGT1(CS)结构域、微管互作和运输(MIT)结构域、硫氰酸酶样结构域、TBC/RABGAP结构域和B
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框结构域，以及其任意组合。23.根据权利要求1
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【专利技术属性】
技术研发人员：D，
申请(专利权)人：洛奇治疗公司，
类型：发明
国别省市：