靶向线粒体蛋白的工程化去泛素化酶及其使用方法技术

本文提供了一种融合蛋白，其包含：包含去泛素化酶的催化结构域或其功能片段或功能变体的效应结构域；和包含特异性结合线粒体蛋白的部分的靶向结构域。本文还提供了使用融合蛋白治疗疾病包括遗传病的方法。白治疗疾病包括遗传病的方法。白治疗疾病包括遗传病的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】靶向线粒体蛋白的工程化去泛素化酶及其使用方法
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请根据35U.S.C.
§
119(e)要求2020年11月6日提交的美国临时专利申请号63/110,625的权益，其全部公开内容通过引用并入本文。
[0003]1.领域
[0004]本公开内容涉及一种融合蛋白，其包含效应结构域，所述效应结构域包含去泛素化酶的催化结构域或其功能片段或功能变体；和靶向结构域，其包含特异性结合靶线粒体蛋白的部分。本公开内容进一步涉及使用其的治疗方法。
[0005]2.背景
[0006]一部分遗传病与功能性线粒体蛋白的表达水平的降低或线粒体蛋白的稳定性的降低相关。例如，单倍剂量不足遗传病是由与功能丧失变异等位基因的杂合组合的单拷贝的野生型等位基因的存在引起的，其中表达的功能蛋白的水平不足以产生标准表型。单倍剂量不足可能由变异等位基因中的从头或遗传性功能丧失突变引起，使得它产生很少或不产生功能性蛋白质。尽管基因治疗最近取得了进展，但这些疾病仍然没有治愈性治疗，并且治疗通常集中在症状的管理上。因此，需要新的治疗来治疗与降低的功能性线粒体蛋白表达或稳定性相关的疾病，例如遗传病。
[0007]3.概述
[0008]本文尤其提供了工程化的去泛素化酶(enDub)，其包含特异性结合线粒体靶蛋白的靶向部分和去泛素化酶的催化结构域。靶向部分将该去泛素化酶催化结构域引导至特定靶线粒体蛋白以用于去泛素化。本文所述的融合蛋白特别可用于治疗遗传病(特别是与特定线粒体蛋白的降低的表达或稳定性相关或由其引起的那些疾病)的方法。
[0009]在一个方面，本文提供了融合蛋白，其包含：包含去泛素化酶的催化结构域或其功能片段或功能变体的效应结构域；和包含特异性结合线粒体蛋白的靶向部分的靶向结构域。
[0010]在一些实施方案中，去泛素化酶是半胱氨酸蛋白酶或金属蛋白酶。
[0011]在一些实施方案中，去泛素化酶是半胱氨酸蛋白酶。在一些实施方案中，半胱氨酸蛋白酶是泛素特异性蛋白酶(USP)、泛素C末端水解酶(UCH)、Machado
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Josephin结构域蛋白酶(MJD)、卵巢肿瘤蛋白酶(OTU)、MINDY蛋白酶或ZUFSP蛋白酶。
[0012]在一些实施方案中，半胱氨酸蛋白酶是USP。在一些实施方案中，USP是USP1、USP2、USP3、USP4、USP5、USP6、USP7、USP8、USP9X、USP9Y、USP10、USP11、USP12、USP13、USP14、USP15、USP16、USP17、USP17L2、USP17L3、USP17L4、USP17L5、USP17L7、USP17L8、USP18、USP19、USP20、USP21、USP22、USP23、USP24、USP25、USP26、USP27X、USP28、USP29、USP30、USP31、USP32、USP33、USP34、USP35、USP36、USP37、USP38、USP39、USP40、USP41、USP42、USP43、USP44、USP45或USP46。
[0013]在一些实施方案中，半胱氨酸蛋白酶是UCH。在一些实施方案中，UCH是BAP1、UCHL1、UCHL3或UCHL5。
[0014]在一些实施方案中，半胱氨酸蛋白酶是MJD。在一些实施方案中，MJD是ATXN3或
ATXN3L。
[0015]在一些实施方案中，半胱氨酸蛋白酶是OTU。在一些实施方案中，OTU是OTUB1或OTUB2。
[0016]在一些实施方案中，半胱氨酸蛋白酶是MINDY。在一些实施方案中，MINDY是MINDY1、MINDY2、MINDY3或MINDY4。
[0017]在一些实施方案中，半胱氨酸蛋白酶是ZUFSP。在一些实施方案中，ZUFSP是ZUP1。
[0018]在一些实施方案中，去泛素化酶是金属蛋白酶。在一些实施方案中，金属蛋白酶是Jab1/Mov34/Mpr1 Pad1 N
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末端+(MPN+)(JAMM)结构域蛋白酶。
[0019]在一些实施方案中，去泛素化酶包含与SEQ ID NO：1
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112中任一个的氨基酸序列至少80％、81％、82％、83％、84％、85％、86％、87％、88％、89％、90％、91％、92％、93％、94％、95％、96％、97％、98％、99％或100％相同的氨基酸序列。
[0020]在一些实施方案中，催化结构域包含衍生自去泛素化酶的催化结构域，所述去泛素化酶与SEQ ID NO：1
‑
112中任一个的氨基酸序列至少80％、81％、82％、83％、84％、85％、86％、87％、88％、89％、90％、91％、92％、93％、94％、95％、96％、97％、98％、99％或100％相同。
[0021]在一些实施方案中，催化结构域包含与SEQ ID NO：113
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220或270中任一个的氨基酸序列至少80％、81％、82％、83％、84％、85％、86％、87％、88％、89％、90％、91％、92％、93％、94％、95％、96％、97％、98％、99％或100％相同的氨基酸序列。
[0022]在一些实施方案中，催化结构域包含与SEQ ID NO：270的氨基酸序列至少80％、81％、82％、83％、84％、85％、86％、87％、88％、89％、90％、91％、92％、93％、94％、95％、96％、97％、98％、99％或100％相同的氨基酸序列。
[0023]在一些实施方案中，特异性结合线粒体蛋白的部分包含抗体或其功能片段或功能变体。在一些实施方案中，抗体或其功能片段或功能变体包括全长抗体、单链可变片段(scFv)、scFv2、scFv
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Fc、Fab、Fab'、F(ab')2、F(v)、VHH或(VHH)2。在一些实施方案中，抗体或其功能片段或功能变体包括VHH或(VHH)2。
[0024]在一些实施方案中，线粒体蛋白是发动蛋白样120kDa蛋白(OPA1)、原卟啉原氧化酶(PPOX)、共济蛋白(FXN)、DNA聚合酶亚基γ
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1(POLG)、线粒体细胞色素c氧化酶亚基6A2(COX6A2)、泛醇
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细胞色素c还原酶复合物组装因子2(UQCC2)或复合物III组装因子LYRM7(LYRM7)。
[0025]在一些实施方案中，线粒体蛋白是发动蛋白样120kDa蛋白(OPA1)、原卟啉原氧化酶(PPOX)、共济蛋白(FXN)或DNA聚合酶亚基γ
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1(POLG)。
[0026]在一些实施方案中，线粒体蛋白是线粒体细胞色素c氧化酶亚基6A2(COX6A2)、泛醇
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细胞色素c还原酶复合物组装因子2(UQCC2)或复合物III组装因子LYRM7(LYRM7)。
[0027]在本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种融合蛋白，其包含：a.包含去泛素化酶的催化结构域或其功能片段或功能变体的效应结构域；和b.包含特异性结合线粒体蛋白的靶向部分的靶向结构域。2.权利要求1的融合蛋白，其中所述去泛素化酶是半胱氨酸蛋白酶或金属蛋白酶。3.权利要求2的融合蛋白，其中所述去泛素化酶是半胱氨酸蛋白酶。4.权利要求3的融合蛋白，其中所述半胱氨酸蛋白酶是泛素特异性蛋白酶(USP)、泛素C末端水解酶(UCH)、Machado
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Josephin结构域蛋白酶(MJD)、卵巢肿瘤蛋白酶(OTU)、MINDY蛋白酶或ZUFSP蛋白酶。5.权利要求4的融合蛋白，其中所述半胱氨酸蛋白酶是USP。6.权利要求5的融合蛋白，其中所述USP是USP1、USP2、USP3、USP4、USP5、USP6、USP7、USP8、USP9X、USP9Y、USP10、USP11、USP12、USP13、USP14、USP15、USP16、USP17、USP17L2、USP17L3、USP17L4、USP17L5、USP17L7、USP17L8、USP18、USP19、USP20、USP21、USP22、USP23、USP24、USP25、USP26、USP27X、USP28、USP29、USP30、USP31、USP32、USP33、USP34、USP35、USP36、USP37、USP38、USP39、USP40、USP41、USP42、USP43、USP44、USP45或USP46。7.权利要求4的融合蛋白，其中所述半胱氨酸蛋白酶是UCH。8.权利要求7的融合蛋白，其中所述UCH是BAP1、UCHL1、UCHL3或UCHL5。9.权利要求4的融合蛋白，其中所述半胱氨酸蛋白酶是MJD。10.权利要求9的融合蛋白，其中所述MJD是ATXN3或ATXN3L。11.权利要求4的融合蛋白，其中所述半胱氨酸蛋白酶是OTU。12.权利要求11的融合蛋白，其中所述OTU是OTUB1或OTUB2。13.权利要求4的融合蛋白，其中所述半胱氨酸蛋白酶是MINDY。14.权利要求13的融合蛋白，其中所述MINDY是MINDY1、MINDY2、MINDY3或MINDY4。15.权利要求4的融合蛋白，其中所述半胱氨酸蛋白酶是ZUFSP。16.权利要求15的融合蛋白，其中所述ZUFSP是ZUP1。17.权利要求2的融合蛋白，其中所述去泛素化酶是金属蛋白酶。18.权利要求17的融合蛋白，其中所述金属蛋白酶是Jab1/Mov34/Mpr1Pad1 N
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末端+(MPN+)(JAMM)结构域蛋白酶。19.前述权利要求中任一项的融合蛋白，其中所述去泛素化酶包含与SEQ ID NO：1
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112中任一个的氨基酸序列至少80％、81％、82％、83％、84％、85％、86％、87％、88％、89％、90％、91％、92％、93％、94％、95％、96％、97％、98％、99％或100％相同的氨基酸序列。20.前述权利要求中任一项的融合蛋白，其中所述催化结构域包含衍生自去泛素化酶的催化结构域，所述去泛素化酶与SEQ ID NO：1
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112中任一个的氨基酸序列至少80％、81％、82％、83％、84％、85％、86％、87％、88％、89％、90％、91％、92％、93％、94％、95％、96％、97％、98％、99％或100％相同。21.前述权利要求中任一项的融合蛋白，其中所述催化结构域包含与SEQ ID NO：113
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220或270中任一个的氨基酸序列至少80％、81％、82％、83％、84％、85％、86％、87％、88％、89％、90％、91％、92％、93％、94％、95％、96％、97％、98％、99％或100％相同的氨基酸序列。22.前述权利要求中任一项的融合蛋白，其中所述催化结构域包含与SEQ ID NO：270的
氨基酸序列至少80％、81％、82％、83％、84％、85％、86％、87％、88％、89％、90％、91％、92％、93％、94％、95％、96％、97％、98％、99％或100％相同的氨基酸序列。23.前述权利要求中任一项的融合蛋白，其中特异性结合线粒体蛋白的所述部分包含抗体或其功能片段或功能变体。24.权利要求23的融合蛋白，其中所述抗体或其功能片段或功能变体包括全长抗体、单链可变片段(scFv)、scFv2、scFv
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Fc、Fab、Fab'、F(ab')2、F(v)、VHH或(VHH)2。25.权利要求24的融合蛋白，其中所述抗体或其功能片段或功能变体包括VHH或(VHH)2。26.前述权利要求中任一项的融合蛋白，其中所述线粒体蛋白是发动蛋白样120kDa蛋白(OPA1)、原卟啉原氧化酶(PPOX)、共济蛋白(FXN)、DNA聚合酶亚基γ
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1(POLG)、线粒体细胞色素c氧化酶亚基6A2(COX6A2)、泛醇
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细胞色素c还原酶复合物组装因子2(UQCC2)或复合物III组装因子LYRM7(LYRM7)。27.前述权利要求中任一项的融合蛋白，其中所述线粒体蛋白包含与SEQ ID NO：221
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224或271
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273中的任一个的氨基酸序列至少90％、91％、92％、93％、94％、95％、96％、97％、98％、99％或100％相同的氨基酸序列。28.前述权利要求中任一项的融合蛋白，其中所述效应结构域直接可操作地连接至所述靶向结构域。29.权利要求1
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27中任一项的融合蛋白，其中所述效应结构域间接可操作地连接至所述靶向结构域。30.权利要求29的融合蛋白，其中所述效应结构域通过肽接头间接可操作地连接至所述靶向结构域。31.权利要求30的融合蛋白，其中所述效...

【专利技术属性】
技术研发人员：A，
申请(专利权)人：弗勒克斯治疗股份有限公司，
类型：发明
国别省市：