[发明专利]一种具有自组装钾通道功能的多肽及其应用

说明书

技术领域

本发明属于生物工程药物开发领域，具体涉及一种具有自组装钾通道功能的多肽及其应用。

背景技术

生命活动过程中，由于自身代谢和应对各种生理刺激，细胞内离子浓度经常发生变化，而调节细胞内离子浓度的主要途径是细胞膜上的离子通道。离子通道在许多生理反应中具有重要作用，例如：神经系统的电信号产生和传递、肌肉收缩、腺体分泌、细胞质酸碱度调节、心血管系统功能、免疫反应等等。离子通道一般是由几个相同或不同的亚基组成的膜蛋白，每个亚基又含有几个疏水跨膜段，不同亚基的跨膜段围绕形成离子通道孔区，孔的中央有一个离子选择性滤器，决定了该离子通道主要通透何种离子。细胞膜内外亲水区段有一些配体结合位点，可以调节离子通道的活性。天然离子通道有两个重要的特性：离子选择性和门控机制。离子选择性是指一种离子通道只对一种或几种离子选择性透过其孔区，门控是指离子通道开放和关闭机制。离子通道根据其通透离子的种类分为阳离子通道和阴离子通道，其中阳离子通道又根据其通透离子的不同分为钾通道、钠通道、钙通道和非选择性阳离子通道等种类。各种组织的细胞膜上离子通道功能出现障碍和/或蛋白表达异常都会导致疾病，目前已确定许多重要的疾病是由于离子通道功能异常所致，严重威胁人类的健康，所以发展和发现新型调节和/或代替离子通道功能的药物越来越重要。

在所有离子通道中，钾通道是细胞表达最丰富的一种，而且具有重要的生理功能。钾通道参与维持细胞膜电位、心肌细胞动作电位复极化、平滑肌细胞舒张、神经递质释放、免疫反应和胰岛素分泌。因此钾通道功能出现障碍和/或蛋白表达异常会导致许多种疾病。例如Anderson – Tawil综合症、糖尿病、癫痫、共济失调、勃起障碍、长QT综合症和周期性麻痹等疾病。所以，钾通道一直以来是药物筛选和开发领域的重要靶点。目前已有多种调节钾通道的药物用于临床治疗疾病。例如：治疗心脏病的烟酰胺和抗心绞痛的尼可地尔等。因而，开发调节钾通道的药物具有重要的临床价值。

合成离子通道研究已有20多年的历史，合成的离子通道可以模仿天然离子通道的某些功能，通过对合成离子通道的研究也可以了解天然离子通道的某些特征和性质。所以，设计和合成新型的合成离子通道可以发现新的具有治疗离子通道疾病的药物候选化合物。通过合成的离子通道可以调节某种离子在细胞内的浓度，补偿由于天然离子通道功能障碍、缺失和/或蛋白表达异常所导致的疾病。现阶段临床上治疗钾通道障碍相关疾病的方法主要是一些使用钾通道开放剂，促进有功能的钾通道开放增强，未见有使用合成钾通道补偿、代替或增强钾通道功能的治疗药物。目前国际上许多合成的离子通道对离子的选择性不高，限制了其在临床治疗中的潜在应用价值，而国内尚未见相关发明专利发布。

发明内容

本发明主要是针对目前生物工程药物开发领域缺乏合成离子通道药物，采用天然氨基酸序列开发合成离子通道药物，提供了一种具有在细胞膜上自组装成钾离子通道的多肽及其应用。

本发明由24个氨基酸组成的多肽，分子量为：2762.36。主要序列来自于天然离子通道蛋白瞬时受体电位通道家族TRPV4的第四个跨膜段。

本发明的一种具有自组装钾通道功能的多肽，组成氨基酸序列<1>和编码多肽的核苷酸序列<2>如下：

<1>亮氨酸-酪氨酸-亮氨酸-丙氨酸-缬氨酸-甲硫氨酸-缬氨酸-苯丙氨酸-丙氨酸-亮氨酸-缬氨酸-亮氨酸-甘氨酸-色氨酸-甲硫氨酸-天冬酰胺-丙氨酸-亮氨酸-酪氨酸-苯丙氨酸-苏氨酸-精氨酸-甘氨酸-亮氨酸，（所述多肽的氨基酸序列为：Leu-Tyr-Leu-Ala-Val-Met-Val-Phe-Ala-Leu-Val-Leu-Gly-Trp-Met-Asn-Ala-Leu-Tyr-Phe-Thr-Arg-Gly-Leu）；

<2>CTG TAC CTG GCT GTG ATG GTC TTT GCC CTG GTC CTG GGC TGG ATG AAT GCG CTG TAC TTC ACG CGC GGG TTG。

本发明的自组装钾通道的多肽片段，其氨基酸主序列具有与该多肽氨基酸主序列≥70%的相同性，≥90%的相似性，片段为把所述的24个氨基酸的序列从任意位置截取成3个或3个以上氨基酸组成的与所述多肽具有同样生物活性的多肽。

本发明的自组装钾通道的多肽类似物具有与所述多肽相同的生物活性，所述类似物是指在用所述多肽和另一种化合物融合或者用所述多肽的氨基酸序列融合另外的多肽或者蛋白质而形成具有生物活性的多肽序列或蛋白质。