[发明专利]用于改变线粒体代谢的可转导多肽

说明书

有关联邦资助的研究或开发的声明

以下揭示内容各方面部分地得到美国国立卫生研究院(National Institutes of Health)所授予的授权号AG023443-02的支持。因此，美国对本发明享有某些权利。

技术领域

本发明大体上涉及用于将可转导DNA结合蛋白传递到细胞器的组合物和方法，更具体点说，本发明涉及用于改变线粒体，例如诱导线粒体生物合成和氧化代谢的组合物和方法。

背景技术

在进化过程中，许多生物体都在解决引导大分子进入活细胞中的任务。除细胞特异性、通常受体介导的或主动吸收机制外，在许多谱系中独立出现的一般解决方法取决于特别进化出来的与脂质双层膜相互作用并插入脂质双层膜中的肽。因此，细菌的大肠菌素、人孔蛋白以及来自不同物种的蛋白转导结构域(protein transduction domain，PTD)都共有一个带正电的α螺旋基元，这一基元常常具有两亲结构，能够插入脂质膜中，并在细胞内传递较大的货物(cargo)。近期的研究报告证实，使用PTD与蛋白质的融合物可成功地跨生物边界(包括血脑屏障和胎盘)传递这些蛋白质。

线粒体是所有真核细胞中的α-变形菌、产能和细胞死亡控制内共生体(菲兹帕克(Fitzpatrick)等人，分子生物学与进化(Mol Biol Evol)，23(1)：74-85(2006))。线粒体外膜具有类似于真核质膜的脂质组合物，而线粒体内膜则含有独特的脂质，即心磷脂，更类似于细菌膜。线粒体含有其自身的DNA、转录和翻译机器，涉及进行氧化磷酸化必需的蛋白质的产生。许多疾病与线粒体数量、线粒体功能，或更具体点说氧化磷酸化的衰减有关。此外，在基础或健康状态增加线粒体功能、数量和/或氧化磷酸化可增加在很大程度上依赖于线粒体代谢的细胞和组织(例如脑和肌肉)的能力。

因此，本发明的目的是提供用于增加个体体内线粒体数量、线粒体功能和/或氧化磷酸化的组合物和方法。

发明内容

本发明提供用于增加线粒体生物活性以及线粒体数量的组合物和方法。一个实施例提供经修饰多肽，其具有多聚核苷酸结合结构域、靶向结构域(例如细胞器特异性靶向信号)和蛋白转导结构域。在某些实施例中，经修饰多肽具有至少一个HMG盒结构域，更通常具有至少两个HMG盒结构域。设计的多肽能够进入细胞和靶特异性细胞器，例如线粒体。靶向信号有助于将所述多肽导向相关位点，例如细胞器，并由此改变细胞器的功能。

在优选实施例中，重组多肽与以下序列具有至少80、85、90、95、97、99或100％序列一致性：

MRRRRRRRRR RRGEGDIMGE WGNEIFGAIA GFLGGEMLSR

AVCGTSRQLP PVLGYLGSRQSSVLASCPKK PVSSYLRFSK

EQLPIFKAQN PDAKTTELIR RIAQRWRELP

DSKKKIYQDAYRAEWQVYKE EISRFKEQLT PSQIMSLEKE

IMDKHLKRKA MTKKKELTLL GKPKRPRSAYNVYVAERFQE

AKGDSPQEKL KTVKENWKNL SDSEKELYIQ HAKEDETRYH

NEMKSWEEQMIEVGRKDLLR RTIKKQRKYG AEEC(SEQ ID NO：18)

在另一实施例中，重组多肽是由与以下序列具有至少80、85、90、95、97、99或100％序列一致性的核酸编码：

atgcggcgac gcagacgtcg tcgtcggcgg cgtcgcggcg agggtgatat tatgggtgaa

tgggggaacg aaattttcgg agcgatcgct ggttttctcg gtggagaaat gttatcacgc

gcggtatgtg gcaccagcag gcagctgcct ccagtccttg gctatctggg ttcccgccag

tcatcggtgt tagcatcatg tccgaaaaaa cctgtctcgt cgtacctgcg cttctccaaa

gagcagctgc cgatttttaa agcgcaaaat ccggatgcta aaacgactga actgattcgc