[发明专利]一种新的多肽——beta内酰胺酶9.57和编码这种多肽的多核苷酸

说明书

本发明属于生物技术领域，具体地说，本发明描述了一种新的多肽——beta内酰胺酶9.57，以及编码此多肽的多核苷酸序列。本发明还涉及此多核苷酸和多肽的制备方法和应用。

β内酰胺酶广泛分布于革兰氏阴性菌与阳性菌体内，能催化水解β内酰胺乳氨环上的一个氨键。β内酰胺乳氨环是位于青霉素和头孢菌素家族的抗生素中，因而，β内酰胺酶是使许多微生物抗生素治疗失败的重要原因。

虽然，β内酰胺酶最早被认为是一种水解青霉素的活性成分，从一种青霉素敏感酶进化而来，与细菌细胞壁合成有关。该酶的许多种类都能基于其催化特性或分子特性而得到区分，但现今发现它的多样氨基酸序列决定了其分子发展史是多源性起源的(Ambler R.P.1980 PTRSL，B，Biol.Sci.289：321-331)。目前，主要基于β内酰胺酶的生化特性，包括它的底物和抑制剂，将其划分为4个种类，分别为A、B、C和D。其中，B种类β内酰胺酶是锌原子结合蛋白，而A、C和D种类β内酰胺酶均为丝氨酸水解酶。这三种丝氨酸β内酰胺酶在进化上属于一个包括DD肽酶和大量青霉素结合蛋白在内的总科。所有科内这些蛋白都含有一个丝氨酸活性位点残基的序列为Ser-x-x-Lys的motif。虽然这三种丝氨酸β内酰胺酶有明显的同源性，它们在序列上除了参与接触反映的丝氨酸外，只有很少部分的氨基酸残基是保守的，其他的序列有很大的变化。我们写出A、C、D这三种β内酰胺酶所特有的以丝氨酸为中心的特殊序列：保守序列：[FY]-x-[LIVMFY]-x-S-[TV]-x-K-x(4)-[AGLM]-x(2)-[LG]

      其中S是丝氨酸活性位点残基，该序列适用于所有A型β内酰胺酶。保守序列：F-E-[LIVM]-G-S-[LIVMG]-[SA]-K

      其中第一个S是丝氨酸活性位点残基，该序列适合所有的C型β内酰胺

      酶。保守序列：[PA]-x-S-[ST]-F-K-[LIV]-[PAL]-x-[STA]-[LI]

      其中S是丝氨酸活性位点残基，该序列适用于所有D型β内酰胺酶。

模拟E.coli中β内酰胺酶水解青霉素底物实验表明：一些氨基酸活性位点残基在β内酰胺酶水解青霉素反应前期捆绑并趋向底物。现有两个可能存在于这个反应最初的酰化作用中的机制。机制一，底物与活性位点残基导向成一个构造，该构造作用于将质子从丝氨酸残基释放到底物的β内酰胺乳氨环的氮原子上。机制二，底物与活性位点的方向定位指出丝氨酸质子转移到附近的水分子中，从而稳定了它旁边的谷氨酸残基，去质子化的丝氨酸进攻β内酰胺乳氨环上的羧基碳原子(Paul Bash 1998 Progress Report)。酰化作用后，β内酰胺乳氨环被打开，青霉素失活。

本次发现β内酰胺酶A、C、D种类中的活性位点motif，有两大重要的作用：其一、在于它们在临床上的重要性。其二、它们在生态学和进化上的重要影响。

通过基因芯片的分析发现，在正常脑、肝癌、肌肉、胎脑、胎肾，胎肺、胎肝、甲状腺、胸腺、成人肝、肺、胶质瘤中，本发明的多肽的表达谱与内酰胺酶的表达谱非常近似，因此二者功能也可能类似。本发明被命名为内酰胺酶9.57。

由于如上所述内酰胺酶9.57蛋白在调节细胞分裂和胚胎发育等机体重要功能中起重要作用，而且相信这些调节过程中涉及大量的蛋白，因而本领域中一直需要鉴定更多参与这些过程的内酰胺酶9.57蛋白，特别是鉴定这种蛋白的氨基酸序列。新内酰胺酶9.57蛋白编码基因的分离也为研究确定该蛋白在健康和疾病状态下的作用提供了基础。这种蛋白可能构成开发疾1病诊断和/或治疗药的基础，因此分离其编码DNA是非常重要的。

本发明的一个目的是提供分离的新的多肽——内酰胺酶9.57以及其片段、类似物和衍生物。

本发明的另一个目的是提供编码该多肽的多核苷酸。

本发明的另一个目的是提供含有编码内酰胺酶9.57的多核苷酸的重组载体。

本发明的另一个目的是提供含有编码内酰胺酶9.57的多核苷酸的基因工程化宿主细胞。

本发明的另一个目的是提供生产内酰胺酶9.57的方法。

本发明的另一个目的是提供针对本发明的多肽——内酰胺酶9.57的抗体。

本发明的另一个目的是提供了针对本发明多肽——内酰胺酶9.57的模拟化合物、拮抗剂、激动剂、抑制剂。

本发明的另一个目的是提供诊断治疗与内酰胺酶9.57异常相关的疾病的方法。