[发明专利]谷氨酰胺酰基环化酶效应物和谷氨酸环化酶效应物的应用

说明书

本申请是申请日为2004年10月15日，申请号为200480030202.5，发明名称为“谷氨酰胺酰基环化酶效应物和谷氨酸环化酶效应物的应用”的中国专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及谷氨酰胺酰基环化酶(glutaminyl cyclase)(QC，EC2.3.2.5)，其催化N-末端谷氨酰胺残基转化为焦谷氨酸(5-氧代-脯氨酸，pGlu*)同时释放氨的分子内环化反应和N-末端谷氨酸残基转化为焦谷氨酸同时释放水分子的分子内环化反应。

本发明确认了哺乳动物的QC为金属酶，提供了新型的哺乳动物QC的生理底物、新型的QC效应物、以及QC效应物和包含QC效应物的药物组合物用于治疗可通过调节QC活性而治疗的疾病中的用途。此外，已发现金属相互作用(metal interaction)是开发QC抑制剂的一种有效途径。

在一个优选的具体实施方案中，本发明提供将QC活性的效应物与DP IV或DP IV样酶(DP IV-like enzyme)的抑制剂相联合用于治疗或减轻可通过调节QC活性和/或DP IV活性而治疗的疾病中的用途。

本发明还提供一种鉴定和选择QC活性的效应物的筛选方法。

背景技术

谷氨酰胺酰基环化酶(QC，EC 2.3.2.5)催化N-末端谷氨酰胺残基转化为焦谷氨酸(pGlu*)同时释放氨的分子内环化反应。1963年，Messer 首次由热带植物番木瓜(Carica papaya)胶乳中分离得到QC(Messer，M.1963 Nature 4874，1299)。24年后，在动物垂体中发现了一种相应的酶活性(Busby，W.H.J.等，1987 J Biol Chem 262，8532-8536；Fischer；W.H.和Spiess，J.1987 Proc Natl Acad Sci U S A 84，3628-3632)。对于哺乳动物的QC，通过QC的Gln至pGlu的转化可见于TRH和GnRH前体(Busby，W.H.J.等，1987 J Biol Chem 262，8532-8536；Fischer，W.H.和Spiess，J.1987 Proc Natl Acad Sci U S A 84，3628-3632)。此外，最初的QC定位试验显示其与催化作用的推定的(putative)产物共存于牛垂体中，进一步提高所提出的于肽类激素合成中的功能(Bockers，T.M.等，1995 J Neuroendocrinol 7，445-453)。相反，植物QC的生理功能较不明显。就来自番木瓜的酶而言，据认为其在植物防御病原微生物中具有一定作用(EI Moussaoui，A.等，2001 Cell Mol Life Sci 58，556-570)。最近通过序列对比确定了来自其它植物的推定的QC(Dahl，S.W.等，2000Protein Expr Purif 20，27-36)。然而，这些酶的生理功能仍然不明确。

来自植物和动物的已知QC在底物的N-末端部位对L-谷氨酰胺有严格的特异性，并且发现它们的动力学行为符合Michaelis-Menten方程(Pohl，T.等，1991 Proc Natl Acad Sci U S A 88，10059-10063；Consalvo，A.P.等，1988 Anal Biochem 175，131-138；Gololobov，M.Y.等，1996 BiolChem Hoppe Seyler 377，395-398)。然而，对比来自番木瓜的QC和来自哺乳动物的高度保守的QC的一级结构却并未发现任何序列同源性(Dahl，S.W.等，2000 Protein Expr Purif20，27-36)。尽管植物的QC似乎属于一类新的酶家族(Dahl，S.W.等，2000 Protein Expr Purif20，27-36)，但发现哺乳动物的QC与细菌氨肽酶具有显著的序列同源性(Bateman，R.C.等，2001 Biochemistry 40，11246-11250)，从而得出植物和动物的QC具有不同的进化起源的结论。

EP 02011349.4公开了编码昆虫谷氨酰胺酰基环化酶的多核苷酸，及其所编码的多肽。该申请进一步提供包含表达载体的宿主细胞，该表达载体包含本发明的多核苷酸。所分离的多肽和包含昆虫QC的宿主细胞可用于筛选降低谷氨酰胺酰基环化酶活性的药物的方法中。据记载，这种药物可用作杀虫剂。