[发明专利]用于Myo-2肽多聚体和肌生成抑制素的融合蛋白表面表达载体以及由其转化的微生物

说明书

技术领域

本发明涉及其中肌生成抑制素成熟蛋白与来自肌生成抑制素抗原肽Myo-2的多聚体融合的融合蛋白、含有编码所述融合蛋白的多聚核苷酸的表面表达载体、使用所述载体转化的重组微生物以及含有所述微生物作为有效成分的饲料添加剂或者药物组合物。

背景技术

GDF-8(生长分化因子-8)也被称为作为生长控制因子的肌生成抑制素，其选择性负性调节(negative regulate)骨骼肌生长，于1997年被发现(McPherron等人，Nature，387：83，1997)。发现肌生成抑制素的研究组宣布，由于它们的高肌肉量和柔嫩肉质而质量很高的两种母牛即Belgianblue和Piedmontese在编码肌生成抑制素的基因中发生了突变，其导致肌肉发育(McPherron和Lee，Proc.Natl.Acad.Sci.USA.，94：12457，1997)，并报道了这些品种的双肌动物(double-muscle animal)的平均肌肉量比普通动物的平均肌肉量增加了20～25％。

在实验上，肌生成抑制素敲除(myostatin-knockout)的小鼠也显示了骨骼肌量的增加，从肌生成抑制素阴性小鼠分离的肌肉大约比从野生型小鼠分离的肌肉重2-3倍。已经报道敲除小鼠总体重比野生型小鼠的总体重高大约35％，并且肌生成抑制素缺失小鼠的肌纤维比正常小鼠的肌纤维多80％，并且在敲除小鼠中观察到的骨骼肌增加由肌纤维的异常生长以及肌纤维数目的增加引起。

作为选择性负性调节骨骼肌生长的生长控制因子的肌生成抑制素属于TGF-α(转化生长因子-α)超家族(super family)，由375个氨基酸前体构成，在小鼠(mice)、大鼠(rat)、人、猪、鸡、火鸡中具有大约109个氨基酸残基的相同C-末端片段，并且C-末端区域只有3个氨基酸残基与猴子、母牛和绵羊不同。C-末端区域被预测包括肌生成抑制素的生理活性部分。在各个物种的进化中肌生成抑制素显示了高保存率，暗示肌生成抑制素在生物学肌肉控制中是必须因子(McPherron和Lee，Proc.Natl.Acad.Sci.USA.，94：12457，1997)。

肌生成抑制素表达被限制到骨骼肌，并且其在脂肪组织中低水平表达。看起来肌生成抑制素似乎起到骨骼肌生长的负性调节的作用，但是在成年个体中肌生成抑制素的生理学作用仍然未知。虽然肌生成抑制素的生理作用的研究集中在异常生长或者其在肌肉损伤后的再生能力，也知道肌生成抑制素抑制脂肪组织的生长。但是，尚不知道肌生成抑制素是否在局部或者全身起作用以调节动物生长。

近来，正在进行有关失活或抑制肌生成抑制素的研究，施加作用以便负性调节骨骼肌的生长。代表性的研究包括开发治疗剂以治疗人类疾病，包括肌肉损耗疾病(muscle-wasting disease)诸如肌肉营养不良或者肌肉萎缩，或者由AIDS、癌症以及类似疾病引起的肌肉损失，以及开发用于高质量肉类家畜生长的饲料添加剂。此外，由于当肌生成抑制素作为肌肉增强的辅助添加剂被开发时，其由于肌肉量的增加而抑制身体脂肪积累，预期其对于肥胖病治疗是有效的，因此其研究还在进行。

有关通过抑制肌生成抑制素蛋白的功能诱导肌肉生长方法的两个代表性的研究正在进行。一个是揭示并使用抑制肌生成抑制素活性以抑制其功能的各种蛋白质(follastatin，II型突变activin受体，肌生成抑制素前体多肽等)，另一个是通过使用肌生成抑制素多肽、其序列以及突变序列进行动物免疫生产肌生成抑制素多肽的抗体。

据报道，脊椎动物中肌生成抑制素免疫原的生产导致内源肌生成抑制素活性的降低，由此显示了生物学效应诸如体重增加、肌肉量的增加、肌细胞数目的增加、肌肉细胞大小的增加、身体脂肪的减少、肌肉强度的增加等等。但是，由于在胚胎形成过程中肌纤维的数目和类型是遗传上程序化的，在完全生长好的饲养动物中肌生成抑制素活性的降低没有导致肌纤维数目的增加，其可能对肉质、饲养特性和脂肪比例产生负面影响，但在显示肌生成抑制素活性降低的动物中由于异常肌肉生长引起的体重和生长速度的增加在牛肉、猪肉和家禽肉类生产方面提供了有效方法。

但是，大多数研究通过人工合成计肌生成抑制素多肽或其序列来进行，或者通过将他们在大肠杆菌中表达之后分离并纯化来进行制备，这导致成本效率低下，因此难以将他们应用于工业应用。