[发明专利]单外显子基因编码的新型生物活性肽

说明书

发明领域

本发明涉及新型生物活性肽激素，生产该生物活性肽激素的方法及该 生物活性肽激素的应用。本发明鉴定出了新型生物活性肽前体及其盐，它 们能够用作药物(例如治疗性多肽)、用来发现相关靶点(如GPCR)的 配体或药物干预的靶点。

本发明涉及新型生物活性肽激素，生产该生物活性肽激素的方法及其 应用。更具体地，本发明涉及鉴别源自前体蛋白的生物活性肽激素的方法， 该前体蛋白能够用作治疗性多肽、药物干预的靶点、用来发现相关靶点的 配体(例如GPCR去孤儿化(deorphaning))或监测疾病的生物标记。

发明背景

许多生物活性肽对健康和疾病都呈现出深远的影响，这些影响或者是 通过生长刺激、生长抑制，或者是通过调节关键代谢通路来达成。

肽激素在诸如腺体、神经元、肠、大脑等不同细胞类型和器官中作为 前体产生。肽激素最初作为较大的前体或激素原合成出来，在通过内质网 和高尔基体叠层转运的过程中可进行大量的翻译后修饰。它们被加工并转 运至它们的最终目的地，以作为活性成分(第一信使)发挥作用：通过结 合到细胞表面受体激发细胞反应。在与许多生物医学研究领域相关的生理 过程中，它们都起着关键作用，例如，糖尿病(胰岛素)、血压调节(血 管紧张素)、贫血(促红细胞生成素-α)、多发性硬化症(干扰素-β)及 其他。

近来人类基因组测序揭示了大约30,000个基因，远远小于从人类生物 过程的复杂性所预测的基因数量。这些基因翻译之前的可选剪接大致会产 生至多200,000个初级转录物。现在广泛接受的论断是，这些基因所编码 蛋白质产物的翻译后修饰构成了所需要的复杂性增加的水平，这用来解释 其功能的多样性。

通常基因的发现涉及计算生物学领域，其与基于算法鉴定有生物功能 的序列片段有关，这些序列通常是基因组DNA。具体而言，这包括编码蛋 白质的基因，但是也可以包括其他功能元件，例如RNA基因和调节区域。 基因的发现是一旦对一个物种的基因组测序之后，了解这个基因组的第一 步，也是最重要的一步。

在外在基因发现系统(extrinsic gene finding systems)中，检索靶基 因组以查找与外在证据相似的序列，这些外在证据的形式是信使 RNA(mRNA)或蛋白质产物的已知序列。如果已知RNA序列，关键是导出 唯一的应转录该mRNA的基因组DNA。如果已知一个蛋白质序列，可以 通过遗传密码的反向翻译导出一族可能的DNA编码序列。一旦候选DNA 序列确定之后，有效检索靶基因组的完全或部分、精确或不精确匹配就是 一个算法问题了。BLAST是为此目的设计的广泛应用的系统。

在许多情况下，与已知信使RNA或蛋白质产物的高度相似性是靶基 因组的一个区域为编码蛋白质的基因的强有力证据。但是，要系统应用这 种方法需要大量的mRNA和蛋白质产物测序。不仅耗费巨大，而且在复杂 的有机体中，其基因组所有基因中仅仅一部分是在任何给定时间都表达的， 这意味着对于许多基因来说，其外在证据在任何单一细胞培养物中都不容 易得到。所以，为了收集复杂有机体的大部分或全部基因的外在证据，必 须研究成百上千的细胞类型，这种研究本身就存在更进一步的困难。例如， 一些人类基因可能仅仅在胚胎或胎儿发育时期表达。

尽管有这些困难，在人类和其他一些生物学中重要的模型生物(例如 小鼠和酵母)中，还是建立了广泛的转录物和蛋白质序列数据库。例如 RefSeq数据库含有来自许多不同物种的转录物和蛋白质序列，而且 Ensembl系统将这些证据对人类和几个其他基因组进行了全面作图。

因为获得许多基因外在证据的固有费用和困难性，借助从头开始的基 因探测法也是有必要的，其中仅系统检索基因组DNA序列来寻找蛋白质 编码基因的某些能说明问题的迹象。这些迹象可以大致分类为：信号，表 明附近有基因存在的特殊序列；或内容，蛋白质编码序列本身的统计学性 质。从头开始的基因探测法可以更精确地表述为基因预测，因为通常需要 外在证据才能决定性地确认一个推定的基因有功能。